KR100588733B1 - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전력용 MOS 소자의 게이트 절연막의 길이가 증가하여 기생저항이 증가하는 것을 방지하여 소자의 동작 속도를 증가시킬 수 있는 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 본 발명에서는 반도체 기판의 저부에 형성된 드레인 영역과, 상기 드레인 영역 상에 형성된 드리프트 영역과, 상기 드리프트 영역 상에 형성된 복수의 베이스 영역과, 상기 베이스 영역 내에 형성된 소오스 영역과, 상기 베이스 영역 간의 상기 반도체 기판 상에 일정 간격으로 이격되도록 이분할된 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 도전층을 포함하는 반도체 소자를 제공한다.The present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same that can increase the operating speed of the device by preventing the increase of the parasitic resistance by increasing the length of the gate insulating film of the power MOS device, for this purpose the semiconductor A drain region formed at the bottom of the substrate, a drift region formed on the drain region, a plurality of base regions formed on the drift region, a source region formed in the base region, and a predetermined portion on the semiconductor substrate between the base region A semiconductor device including a gate insulating film divided into intervals and a conductive layer formed on the gate insulating film is provided.
DMOS, 게이트 절연막, 길이, 기생 저항, 캐패시턴스. DMOS, gate insulating film, length, parasitic resistance, capacitance.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 DMOS(Double diffused Metal Oxide Semiconductor) 소자의 구조를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a double diffused metal oxide semiconductor (DMOS) device according to the prior art.
도 2는 도 1에 따른 DMOS 소자를 도시한 SEM 도면.FIG. 2 is an SEM diagram of the DMOS device according to FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 DMOS 소자를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a DMOS device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 DMOS 소자를 도시한 SEM 도면.4 is an SEM diagram of the DMOS device of FIG. 3;
도 5 내지 도 10은 도 3에 도시된 DMOS 소자의 제조방법을 도시한 공정단면도.5 through 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the DMOS device illustrated in FIG. 3.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
110 : 드레인 영역 111 : 드리프트 영역110: drain region 111: drift region
112 : 게이트 절연막 113 : 도전층112 gate
114 : 제1 포토레지스트 패턴 115 : 제1 식각공정114: first photoresist pattern 115: first etching process
116 : 비아홀 117 : 제2 포토레지스트 패턴116: via hole 117: second photoresist pattern
118 : 제2 식각공정 119 : 게이트 전극118: second etching process 119: gate electrode
120 : 불순물 주입 공정 121 : 베이스 영역120
122 : 소오스 영역 123 : 절연막122: source region 123: insulating film
124 : 스페이서 125 : 게이트 구조물124: spacer 125: gate structure
126 : 층간 절연막 127 : 컨택 플러그126: interlayer insulating film 127: contact plug
128 : 배선층128: wiring layer
본 발명은 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 전력용 DMOS(Double diffused Metal Oxide Semiconductor) 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
전력용 MOS 소자, 예컨대 전력(Power) MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)은 MOS 구조를 가진 유니폴라(Unipolar) 소자이다. 이는, 바이폴라(Bipolar) 트랜지스터에 비해서 스위칭 속도가 빠르고, 열적 안정성이 높으며, 고입력 임피던스에서 전력이득이 크다. 또한, 제어가 용이해 사용하기 편리하다는 점 등 많은 특징을 가지고 있어 가전제품에서 OA 기기, 전장품, 일반 산업기기 등 폭넓은 분야에 채용되고 있다.Power MOS devices, such as Power Oxide Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs), are unipolar devices with MOS structures. This results in faster switching speed, higher thermal stability, and higher power gain at high input impedance compared to bipolar transistors. In addition, it is easy to control and has many features such as ease of use, and is being applied to a wide range of fields such as home appliances, electronic equipment, general industrial equipment, and the like.
전력 MOSFET의 칩 구조로는 횡형 구조(LMOS: Lateral MOS)와, 트렌치 구조가 있으며, 트렌치 구조로는 VMOS(V Grooved MOS), UMOS, DMOS 등이 있다.Chip structures of power MOSFETs include a lateral structure (LMOS) and a trench structure, and trench structures include V Grooved MOS (VMOS), UMOS, and DMOS.
이중, DMOS는 이중확산 공정을 통해 형성되어, 드레인은 반도체 기판의 저면에 배치되고, 소오스는 상면에 배치된다. 이에 따라, 전류는 종(縱; Vertical)형의 채널을 통해서 종 방향으로 흐른다.Among them, the DMOS is formed through a double diffusion process, the drain is disposed on the bottom surface of the semiconductor substrate, the source is disposed on the top surface. Accordingly, the current flows in the longitudinal direction through the vertical channel.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래기술에 다른 DMOS 소자를 설명하기로 한다.Hereinafter, a DMOS device according to the related art will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(미도시)내에 형성된 N+ 고농도 드레인 영역(10) 상에 N- 저농도 드리프트(drift) 영역(11)이 형성된다. 그리고, 드리프트 영역(11)의 상부 일정 영역에는 P+ 고농도 베이스 영역(12)이 형성되고, 이 베이스 영역(12) 내에는 N+ 고농도 소오스 영역(13)이 형성된다. 또한, 드리프트 영역(11)의 기판 상에는 게이트 절연막(14)과 도전층(15)으로 이루어진 게이트 전극(16)이 형성된다.As shown in FIG. 1, an N− low
그러나, 상기에서 설명한 종래기술에 따른 DMOS 소자는, 게이트 전극(16)의 길이가 짧아 채널이 종형으로 형성되기 전에 횡형으로 형성되는 현상을 방지하기 위하여, 일반적인 MOSFET에 비해 게이트 전극(16)의 길이를 길게 형성하고 있다. 이에 따라, 게이트 절연막(14)의 길이도 증가하여 게이트 절연막(14)에서 발생하는 기생 저항(Parasitic Capacitance)이 증가한다. 결국, 게이트 절연막(14)에 축적되는 전하의 양이 증가하여 소자의 동작 속도를 감소시키는 문제점을 유발한다.However, the DMOS device according to the related art described above has a length of the
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으 로서, 전력용 MOS 소자의 게이트 절연막의 길이가 증가하여 기생저항이 증가하는 것을 방지하여 소자의 동작 속도를 증가시킬 수 있는 반도체 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, a semiconductor that can increase the operation speed of the device by preventing the increase of the parasitic resistance by increasing the length of the gate insulating film of the power MOS device The object is to provide an element.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 반도체 소자의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the semiconductor device.
상기에서 설명한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 반도체 기판의 저부에 형성된 드레인 영역과, 상기 드레인 영역 상에 형성된 드리프트 영역과, 상기 드리프트 영역 상에 형성된 복수의 베이스 영역과, 상기 베이스 영역 내에 형성된 소오스 영역과, 상기 베이스 영역 간의 상기 반도체 기판 상에 일정 간격으로 이격되도록 이분할된 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 도전층을 포함하는 반도체 소자를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a drain region formed at a bottom of a semiconductor substrate, a drift region formed on the drain region, a plurality of base regions formed on the drift region, and the base. A semiconductor device includes a source insulating film formed in a region, a gate insulating film divided into portions separated by a predetermined interval between the base regions, and a conductive layer formed on the gate insulating film.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 도전층은 상기 게이트 절연막과 동일한 패턴으로 이분할된 것을 특징으로 한다.In one aspect of the invention, the conductive layer is characterized in that divided into the same pattern as the gate insulating film.
본 발명의 일측면에 있어서, 이분할된 상기 도전층을 상호 접속시키는 배선층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one aspect of the present invention, a wiring layer for interconnecting the bisected conductive layers is further included.
본 발명의 일측면에 있어서, 이분할된 상기 도전층 간에 개재된 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one aspect of the invention, it characterized in that it further comprises an insulating film interposed between the conductive layer divided into two.
상기에서 설명한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 반도체 기판의 저부에 드레인 영역을 형성하는 단계와, 상기 드레인 영역 상에 드리프트 영역을 형성하는 단계와, 상기 드리프트 영역 상에 게이트 절연막 및 도전층을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막 및 상기 도전층을 식각하여 상기 드리프트 영역의 일정 부분이 노출되도록 비아홀을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막 및 상기 도전층을 식각하여 상기 비아홀에 의해 이분할된 게이트 전극을 형성하는 단계와, 이분할된 상기 게이트 전극의 양측으로 노출된 상기 드리프트 영역 내에 베이스 영역을 형성하는 단계와, 상기 베이스 영역 내에 소오스 영역을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a drain region on a bottom of a semiconductor substrate, forming a drift region on the drain region, and forming a gate insulating film on the drift region. Forming a conductive layer, etching the gate insulating film and the conductive layer to form a via hole so as to expose a portion of the drift region, and etching the gate insulating film and the conductive layer into two portions by the via hole Forming a gate electrode, forming a base region in the drift region exposed to both sides of the divided gate electrode, and forming a source region in the base region. To provide.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 소오스 영역을 형성하는 단계 후, 상기 비아홀이 매립되도록 제1 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제1 절연막을 포함하는 전체 구조 상부에 제2 절연막을 형성하는 단계와, 상기 제2 절연막을 식각하여 이분할된 상기 게이트 전극을 노출시키는 컨택홀을 형성하는 단계와, 상기 컨택홀이 매립되도록 상호 접속된 컨택 플러그를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the invention, after the step of forming the source region, forming a first insulating film so as to fill the via hole, and forming a second insulating film on the entire structure including the first insulating film and And etching the second insulating film to form contact holes exposing the bisected gate electrodes, and forming contact plugs interconnected to fill the contact holes.
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 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. do.
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자를 설명하기 위하여 도시한 DMOS 소자의 단면도이다. 여기서는, 설명의 편의를 위해 본 실시예 에 따른 N채널 DMOS 소자를 도시하였다.3 and 4 are cross-sectional views of a DMOS device for explaining a semiconductor device according to a preferred embodiment of the present invention. Here, the N-channel DMOS device according to the present embodiment is shown for convenience of description.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(미도시) 내에 형성된 N+ 고농도 드레인 영역(110) 상에 N- 저농도 드리프트 영역(111)이 형성된다. 드리프트 영역(111)의 상부 일정 영역의 반도체 기판 내에는 P+ 고농도 베이스 영역(121)이 형성되고, 이 베이스 영역(121) 내에는 N+ 고농도 소오스 영역(122)이 형성된다. 드리프트 영역(121)의 반도체 기판 상에는 절연막(123)이 개재되어 이분할된 게이트 전극(119)을 포함하는 복수의 게이트 구조물(125)이 형성된다. First, as shown in FIG. 3, an N− low
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하나의 게이트 전극(119)에 비아홀(116)을 형성하여 게이트 전극(119)을 이분화시킨다. 이어서, 하나의 배선층(128)에 이분화된 게이트 전극(119)을 각각 연결하여 하나의 게이트 전극(119)으로 기능하도록 함으로써, 하나의 게이트 전극(119)을 이루는 게이트 절연막(112)의 길이를 줄일 수 있다. That is, according to the exemplary embodiment of the present invention, the
이로써, 게이트 절연막(112)의 길이에 비례하여 증가하는 기생저항을 감소시킬 수 있고, 게이트 절연막(112)의 캐패시턴스를 감소시킬 수 있다. 이는 결국에, 전력용 MOS 소자의 동작 속도를 향상시킬 수 있도록 한다.As a result, parasitic resistance that increases in proportion to the length of the
이하에서는, 표 1을 참조하여 종래 기술에 따라 형성된 전력용 DMOS 소자와 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 형성된 전력용 DMOS 소자의 기생저항 및 캐패시턴스를 비교설명하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이점을 좀 더 명확히 하기로 한다.Hereinafter, with reference to Table 1 by comparing the parasitic resistance and capacitance of the power DMOS device formed according to the prior art and the power DMOS device formed according to a preferred embodiment of the present invention, the advantages according to the preferred embodiment of the present invention Let's make it more clear.
하기의 표 1에서 기생저항은 드레인 전류=7A, 게이트 전압=4.5V인 조건에서 드레인 전압을 측정하여, 측정된 드레인 전압을 드레인 전류로 나누어 계산한 저항 값이다. 또한, 캐패시턴스는 게이트 전극에 접지단자를 연결하고 드레인에 30V의 전압을 인가했을때 게이트 절연막에 축적된 전하량을 측정한 값이다. 이때, 전하량을 측정하기 위한 별도의 캐패시턴스 측정 장비를 이용한다.In Table 1 below, the parasitic resistance is a resistance value calculated by dividing the measured drain voltage by the drain current by measuring the drain voltage under the condition of drain current = 7A and gate voltage = 4.5V. The capacitance is a value measured by the amount of charge accumulated in the gate insulating film when a ground terminal is connected to the gate electrode and a voltage of 30 V is applied to the drain. In this case, a separate capacitance measurement device for measuring the amount of charge is used.
[표 1]TABLE 1
먼저, 표 1을 참조하면, 앞서 언급한 종래 기술에서와 같이 게이트 절연막의 두께가 400Å이고, 게이트 절연막의 길이가 3㎛일때 게이트 절연막의 기생 저항은 약 8.5mOhm/SQ이다. 한편, 상기에서 언급한 본 발명의 실시예에서와 같이 게이트 절연막의 두께가 400Å이고, 게이트 절연막의 길이가 1.8㎛일때 게이트 절연막의 기생 저항은 약 6.0mOhm/SQ이다. First, referring to Table 1, the parasitic resistance of the gate insulating film is about 8.5 mOhm / SQ when the thickness of the gate insulating film is 400 μm and the length of the gate insulating film is 3 μm, as in the aforementioned conventional technology. On the other hand, the parasitic resistance of the gate insulating film is about 6.0mOhm / SQ when the thickness of the gate insulating film is 400 Å and the length of the gate insulating film is 1.8 μm, as in the above-mentioned embodiment of the present invention.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 게이트 전극을 이분화하여 게이트 절연막의 길이를 종래보다 1.2㎛ 줄임으로써, 게이트 절연막의 기생 저항이 2.5mOhm/SQ 감소하였다.That is, according to the preferred embodiment of the present invention, by dividing the gate electrode to reduce the length of the gate insulating film by 1.2 μm, the parasitic resistance of the gate insulating film is reduced by 2.5 mOhm / SQ.
아울러, 표 1을 참조하면, 앞서 언급한 종래 기술에서와 같이 게이트 절연막의 두께가 400Å이고, 게이트 절연막의 길이가 3㎛일때 게이트 절연막의 캐패시턴스는 3000pF이다. 한편, 상기에서 언급한 본 발명의 실시예에서와 같이 게이트 절연막의 두께가 400Å이고, 게이트 절연막의 길이가 1.8㎛일때 게이트 절연막의 캐패시턴스는 2000pF이다. In addition, referring to Table 1, when the thickness of the gate insulating film is 400 Å and the length of the gate insulating film is 3 μm, the capacitance of the gate insulating film is 3000 pF. On the other hand, as in the above-described embodiment of the present invention, when the thickness of the gate insulating film is 400 μm and the length of the gate insulating film is 1.8 μm, the capacitance of the gate insulating film is 2000 pF.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 게이트 전극을 이분화하여 게이트 절연막의 길이를 종래보다 1.2㎛ 줄임으로써, 게이트 절연막의 캐패시턴스가 1000pF 감소하였다.That is, according to the preferred embodiment of the present invention, the gate electrode is divided into two parts to reduce the length of the gate insulating film by 1.2 µm, thereby reducing the capacitance of the gate insulating film by 1000 pF.
결국, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 게이트 절연막의 길이를 감소시켜 기생 저항 및 캐패시턴스를 감소시킴으로써, 소자의 동작 속도를 향상시킬수 있게 된다.As a result, according to a preferred embodiment of the present invention, by reducing the length of the gate insulating film to reduce the parasitic resistance and capacitance, it is possible to improve the operating speed of the device.
이하, 도 5 내지 도 10을 참조하여 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 and 4 will be described with reference to FIGS. 5 to 10.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, N+ 고농도 드레인 영역(110)이 형성되고, 드레인 영역(110) 상부에 에피층(Epitaxial layer)을 성장시킴으로써 N- 저농도 드리프트 영역(111)이 형성된 반도체 기판(미도시)을 제공한다.First, as shown in FIG. 5, a semiconductor substrate having an N + high
이어서, LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon) 공정을 실시하여 소자분리막(미도시)을 형성한 후 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 소자분리막을 평탄화한다. 이외에도, 소자분리막은 고집적도에 유리한 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 실시하여 형성할 수도 있다.Subsequently, a device isolation film (not shown) is formed by performing a LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) process to perform a mask process and an etching process to planarize the device isolation film. In addition, the device isolation film may be formed by performing a shallow trench isolation (STI) process, which is advantageous for high integration.
이어서, 산화공정을 실시하여 드리프트 영역(111)이 형성된 반도체 기판 전면에 게이트 절연막(112)을 성장시킨 후, 게이트 전극용 도전층(113)을 증착한다. 이때, 도전층(113)은 도프드(doped) 또는 언도프드(undoped) 폴리 실리콘막을 단독으로 증착하거나, 그 상부에 텅스텐(W) 또는 텅스텐 실리사이드층(WSi2)을 적층시켜 형성할 수 있다.Subsequently, the
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 마스크 공정을 실시하여 도전층(113) 상에 N- 드리프트 영역(111)의 일정 부위가 노출되는 제1 포토레지스트 패턴(114)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 6, a mask process is performed to form a
이어서, 제1 포토레지스트 패턴(114)을 마스크로 이용하는 제1 식각공정(115)을 실시하여 도전층(113) 및 게이트 절연막(112)을 순차적으로 식각한다. 따라서, 드리프트 영역(111)의 일정 부위가 노출되는 비아홀(116; Via hole)이 형성된다. 이때, 비아홀(116)은 1.2㎛의 폭을 갖고 형성되는 것이 바람직하다.Subsequently, the
이에 따라, 비아홀(116)이 형성된 폭(1.2㎛)만큼 게이트 절연막(112)의 길이가 감소하게 된다. 예컨대, 게이트 절연막(112)의 두께는 400Å으로 하고, 게이트 절연막(112)의 길이는 1.2㎛가 짧은 1.8㎛가 된다.Accordingly, the length of the
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 스트립(strip)공정을 실시하여 제1 포토레지스트 패턴(114)을 제거한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 7, a strip process is performed to remove the
이어서, 마스크 공정을 실시하여 비아홀(116)을 포함한 도전층(113)의 일부 영역을 덮는 제2 포토레지스트 패턴(117)을 형성한다.Subsequently, a mask process is performed to form a
이어서, 제2 포토레지스트 패턴(117)을 마스크로 이용하는 제2 식각공정(118)을 실시하여 게이트 전극(119)을 형성한다. 이때, 게이트 전극(119)은 비아홀(116)에 의해 이분할된 구조를 갖는다. 그리고, 게이트 전극(119)은 게이트 절연막(112)과 도전층(113)을 포함한다. Next, a
이어서, 게이트 전극(119)이 형성된 결과물에 채널 이온주입 공정을 진행하 여 제2 포토레지스트 패턴(117)의 양측으로 노출된 드리프트 영역(111)에 종형으로 채널 영역(미도시)을 형성한다.Subsequently, a channel ion implantation process is performed on the resultant in which the
이어서, 어닐(Anneal) 공정을 실시하여 채널 이온주입 공정시 주입된 이온들이 원하는 드레인 영역(110)까지 확산되도록 하여 채널 영역을 형성한다.Subsequently, an annealing process is performed to diffuse the ions implanted during the channel ion implantation process to the desired
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 포토레지스트 패턴(117)을 마스크로 이용하는 불순물 주입 공정(120)을 실시하여 제2 포토레지스트 패턴(117) 양측으로 노출된 드리프트 영역(111)에 일정 깊이로 P+ 고농도 베이스 영역(121) 및 N+ 고농도 소오스 영역(122)을 형성한다. 이때, 불순물 주입 공정(120)은 2차례에 걸쳐 이루어지는데, 첫번째에는 P+의 불순물을 주입하여 P+ 베이스 영역(121)을 형성하고, 두번째에는 N+의 불순물을 주입하여 베이스 영역(121) 내에 N+ 소오스 영역(122)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 8, an
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 제2 포토레지스트 패턴(117; 도 8 참조)을 제거함으로써, 비아홀(116; 도 6 참조)의 형성으로 인해 이분할된 게이트 전극(119)이 각각 노출된다.Subsequently, as shown in FIG. 9, a strip process is performed to remove the second photoresist pattern 117 (see FIG. 8), thereby dividing the
이어서, 이분할된 게이트 전극(119)이 노출된 전체 구조 상부에 HLD(High temperature Low pressure Dielectic) 절연막(123)을 증착한다.Subsequently, a high temperature low pressure dielectic (HLD) insulating
이어서, 도 10에 도시된 바와 같이, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 실시하여 HLD 절연막(123)이 비아홀(116; 도 6 참조)을 매립하도록 한다. HLD 절연막(123)으로 이분할된 게이트 전극(119)을 전기적으로 분리시킨다. 이하에서는, HLD 절연막(123)이 개재되어 이분할된 게이트 전극(119)의 전체 구조물을 통칭 하여 게이트 구조물(125)이라 한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 10, a chemical mechanical polishing (CMP) process is performed to fill the via hole 116 (see FIG. 6) with the
이어서, 게이트 구조물(125)이 형성된 전체 구조 상부의 단차를 따라 스페이서용 절연막(미도시)을 증착한 후 건식식각 공정을 실시한다. 이에 따라, 게이트 구조물(125)의 양측벽에 스페이서(124)가 형성된다.Subsequently, an insulating film for a spacer (not shown) is deposited along the level of the upper portion of the entire structure on which the
이어서, 스페이서(124)가 형성된 결과물 상에 층간 절연막(126)을 증착한 후 식각공정을 실시하여 각 게이트 전극(119)의 도전층(113)의 일부가 노출되도록 컨택홀(미도시)을 형성한다. 이때, 층간 절연막(126)은 산화막 계열의 물질로 형성한다. 예컨대, 층간 절연막(126)은 HDP(High Density Plasma) 산화막, BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)막, PSG(Phosphorus Silicate Glass)막, PETEOS(Plasma Enhanced Tetra Ethyle Ortho Silicate)막, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)막, USG(Un-doped Silicate Glass)막, FSG(Fluorinated Silicate Glass)막, CDO(Carbon Doped Oxide)막 및 OSG(Organo Silicate Glass)막 중 어느 하나를 이용하여 단층막 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성한다.Subsequently, after the interlayer insulating
이어서, 컨택홀을 매립하는 도전물질을 증착하여 컨택 플러그(127)를 형성하여 각 게이트 전극(127)을 상부의 후속 공정을 통해 형성될 상부의 배선층(128)과 연결시킨다.Subsequently, a conductive material filling the contact hole is deposited to form a
이어서, 컨택 플러그(127)가 형성된 결과물 전면에 배선물질을 증착한 후 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 각 게이트 구조물(125)과 연결되는 배선층(128)을 형성한다. 이에 따라, 이분화된 게이트 전극(119) 상에 각각 형성된 2개의 컨택 플러그(127)가 하나의 배선층(128)을 통해 전기적으로 접속된다. 따라서, 이분화된 게이트 전극(119)이 하나의 게이트 전극(119)으로 기능할 수 있게 된다.Subsequently, a wiring material is deposited on the entire surface of the product on which the
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 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. 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.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 비아홀(via hole)에 의해 일정 간격으로 이격되도록 이분할된 게이트 전극을 제공하고, 이를 통해 이격된 간격만큼 게이트 절연막의 길이를 감소시킴으로써 게이트 절연막의 길이에 비례하여 증가하는 기생저항과 캐패시턴스를 감소시킬 수 있다. 이는 결국에, 전력용 MOS 소자의 동작 속도를 향상시킬 수 있도록 한다.As described above, according to the present invention, by providing a gate electrode divided into a predetermined interval by the via hole (via hole), through this to reduce the length of the gate insulating film by the spaced apart by the length of the gate insulating film Increasing parasitic resistance and capacitance can be reduced. This, in turn, makes it possible to improve the operating speed of the power MOS device.
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KR1020050028378A KR100588733B1 (en) | 2005-04-06 | 2005-04-06 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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CN103035725A (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 马克西姆综合产品公司 | Strapped dual-gate vdmos device |
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2005
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