KR100613297B1 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- KR100613297B1 KR100613297B1 KR1020050081143A KR20050081143A KR100613297B1 KR 100613297 B1 KR100613297 B1 KR 100613297B1 KR 1020050081143 A KR1020050081143 A KR 1020050081143A KR 20050081143 A KR20050081143 A KR 20050081143A KR 100613297 B1 KR100613297 B1 KR 100613297B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- forming
- region
- gate electrode
- type impurity
- semiconductor substrate
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 58
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 56
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 5
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep 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
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/665—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using self aligned silicidation, i.e. salicide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02532—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
- H01L21/26586—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation characterised by the angle between the ion beam and the crystal planes or the main crystal surface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep 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
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66568—Lateral single gate silicon transistors
- H01L29/66575—Lateral single gate silicon transistors where the source and drain or source and drain extensions are self-aligned to the sides of the gate
- H01L29/6659—Lateral 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
본 발명은 반도체 소자의 특성 및 성능을 향상하는 것으로서, 반도체 기판 위에 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계, 게이트 절연막 및 게이트 전극 측면에 사이드월을 형성하는 단계, 게이트 전극과 사이드월에 의해 드러난 반도체 기판에 제1 도전형 불순물을 고농도로 이온 주입하여 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계, 소스 영역, 드레인 영역 및 게이트 전극 위에 에피층을 형성하는 단계, 사이드월을 제거한 후 반도체 기판 위에 소정의 각도로 제2 도전형 불순물 이온을 주입하여 확산 방지 영역을 형성하는 단계, 사이드월을 제거한 영역에 대응하는 위치의 반도체 기판에 제1 도전형불순물 이온을 저농도로 이온 주입하여 저농도 도핑 영역을 형성하는 단계, 게이트 절연막 및 게이트 전극 측면에 스페이서를 형성하는 단계, 그리고 반도체 기판 상부에 실리사이드 형성용 금속막을 적층하고 열처리하여 에피층과 실리사이드 형성용 금속막의 반응에 의한 금속 실리사이드를 형성하는 단계를 포함한다. 이와 같이, 에피층을 반도체 기판 및 게이트 전극의 상부에 배치하고, 에피층이 금속 실리사이드로 변화되도록 함으로써 금속 실리사이드에 의해 반도체 기판의 소스 및 드레인 영역이 감소하는 것을 최소화하여 반도체 소자의 성능 및 특성을 증가할 수 있고, 서로 접촉하는 금속 실리사이드와 하부막간의 접촉저항을 감소시킬 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention improves the characteristics and performance of a semiconductor device, comprising: forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor substrate, forming a sidewall on the side of the gate insulating film and the gate electrode, and a semiconductor exposed by the gate electrode and the sidewall. Forming a source and a drain region by ion implanting a first conductivity type impurity into the substrate at a high concentration, forming an epitaxial layer on the source region, the drain region and the gate electrode, and removing the sidewalls at a predetermined angle on the semiconductor substrate. Implanting second conductivity type impurity ions to form a diffusion preventing region, and ion implanting the first conductivity type impurity ions at low concentration into a semiconductor substrate at a position corresponding to the region where the sidewalls are removed to form a low concentration doped region, Forming a spacer on a side of the gate insulating film and the gate electrode, and And depositing a silicide forming metal film on the semiconductor substrate and performing heat treatment to form a metal silicide by the reaction of the epi layer and the silicide forming metal film. As such, the epi layer is disposed on the semiconductor substrate and the gate electrode, and the epi layer is changed to the metal silicide, thereby minimizing the reduction of the source and drain regions of the semiconductor substrate by the metal silicide, thereby improving the performance and characteristics of the semiconductor device. It is possible to increase, and to reduce the contact resistance between the metal silicide and the underlying film in contact with each other.
트랜지스터, 실리사이드, 에피텍셜 Transistors, Silicides, Epitaxial
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자의 도면이다. 1 is a diagram of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 제조 단계별로 도시한 도면이다.2 to 5 are diagrams illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in manufacturing steps.
본 발명은 반도체 소자를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 실리사이드를 가지는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the manufacturing method of a semiconductor element. Specifically, It is related with the manufacturing method of the semiconductor element which has a silicide.
일반적으로 반도체 소자는 LOCOS(local oxidation of silicon) 또는 STI(swallow trench isolation) 소자 분리 방법에 의해 정의되는 소자 영역에 게이트, 소스 및 드레인으로 이루어진 트랜지스터를 구비하고 있다.In general, a semiconductor device includes a transistor including a gate, a source, and a drain in a device region defined by a local oxidation of silicon (LOCOS) or shallow trench isolation (STI) device isolation method.
이와 같은 반도체 소자의 트랜지스터를 제조하는 방법에 관해 설명한다.A method of manufacturing a transistor of such a semiconductor element will be described.
우선, STI(shallow trench isolation)가 형성되어 있는 반도체 기판 위에 게이트 절연막을 형성하고, 그 위에 폴리 실리콘(poly silicon) 층을 증착한다. 여기서, STI는 반도체 기판에 형성된 소자를 전기적으로 격리 시킴으로써 소자간의 오동작을 방지한다.First, a gate insulating film is formed on a semiconductor substrate on which shallow trench isolation (STI) is formed, and a polysilicon layer is deposited thereon. Here, the STI prevents malfunction between the devices by electrically isolating the devices formed on the semiconductor substrate.
이어, 게이트 절연막 및 폴리 실리콘층은 사진 식각하여, 게이트 전극을 형성한다. 이때, 게이트 전극은 STI가 형성되어 있지 않은 반도체 기판 위에 형성된다.Subsequently, the gate insulating layer and the polysilicon layer are etched to form a gate electrode. At this time, the gate electrode is formed on the semiconductor substrate on which the STI is not formed.
그 다음, 게이트 전극을 마스크로 삼아 반도체 기판 위에 이온 주입 장치를사용하여 불순물 이온을 고농도로 주입하고, 어닐링(annealing) 공정을 하여 게이트 전극의 양측으로 노출되는 반도체 기판의 활성 영역에 소스 및 드레인 접합영역을 형성한다.Then, using the ion implantation device on the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask, a high concentration of impurity ions are implanted, and annealing is performed to source and drain junctions to active regions of the semiconductor substrate exposed to both sides of the gate electrode. Form an area.
다음, 반도체 기판 상부 구조 전면에 금속막을 적층한 후, 소정의 온도로 열처리하여 금속 실리사이드(silicide)를 형성한다.Next, a metal film is laminated on the entire surface of the upper structure of the semiconductor substrate, and then heat-treated at a predetermined temperature to form metal silicide.
한편, 반도체 소자가 고집적화 됨에 따라 게이트 전극 아래 영역에 만들어지며 소스 영역과 드레인 영역 사이에 위치하는 채널 영역이 좁아질 수 있다. 이에 따라, 반도체 소자의 문턱 전압이 급격히 감소하여 성능이 저하될 수 있다.Meanwhile, as the semiconductor device is highly integrated, a channel region formed in a region under the gate electrode and positioned between the source region and the drain region may be narrowed. Accordingly, the threshold voltage of the semiconductor device may be drastically reduced and performance may be degraded.
또한, 금속 실리사이드가 반도체 기판과 반응하여 두껍게 만들어짐에 따라 소스 및 드레인 접합 영역이 줄어들어 반도체 소자의 특성이 저하될 수 있다.In addition, as the metal silicide reacts with the semiconductor substrate to make it thick, the source and drain junction regions may be reduced, resulting in deterioration of the characteristics of the semiconductor device.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 반도체 소자의 특성 및 성능을 향상하는 것이다. Therefore, the technical problem of this invention is to improve the characteristic and performance of a semiconductor element.
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 반도체 기판 위에 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 및 상기 게이트 전극 측면에 사이드월을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극과 사이드월에 의해 드러난 반도체 기판에 제1 도전형 불순물을 고농도로 이온 주입하여 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계, 상기 소스 영역, 상기 드레인 영역 및 상기 게이트 전극 위에 에피층을 형성하는 단계, 상기 사이드월을 제거한 후 상기 반도체 기판 위에 소정의 각도로 제2 도전형 불순물 이온을 주입하여 확산 방지 영역을 형성하는 단계, 상기 사이드월을 제거한 영역에 대응하는 위치의 반도체 기판에 제1 도전형불순물 이온을 저농도로 이온 주입하여 저농도 도핑 영역을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 및 상기 게이트 전극 측면에 스페이서를 형성하는 단계, 그리고 상기 반도체 기판 상부에 실리사이드 형성용 금속막을 적층하고 열처리하여상기 에피층과 상기 실리사이드 형성용 금속막의 반응에 의한 금속 실리사이드를 형성하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a gate insulating film and a gate electrode on a semiconductor substrate, forming a sidewall on the side surface of the gate insulating film and the gate electrode; Forming a source and a drain region by ion implanting a first conductivity type impurity into the semiconductor substrate at a high concentration, forming an epitaxial layer on the source region, the drain region and the gate electrode, and removing the sidewall. Implanting the second conductivity type impurity ions at a predetermined angle onto the substrate to form a diffusion barrier region, and implanting the first conductivity type impurity ions at low concentration into the semiconductor substrate at a position corresponding to the region where the sidewalls are removed. Forming a doped region, said gate insulating film and said gay Forming a spacer on the electrode side, and a step of laminating metal film for a silicide is formed on the semiconductor substrate and heat-treated to form a metal silicide by said epitaxial layer and said silicide forming metal film for reaction.
상기 확산 방지 영역은 상기 게이트 전극의 가장자리 영역 및 상기 스페이서 아래 영역까지 연장되어 형성될 수 있다.The diffusion preventing region may extend to an edge region of the gate electrode and a region under the spacer.
상기 제1 도전형 불순물 이온과 제2 도전형 불순물 이온은 서로 반대 극성을가질 수 있다.The first conductivity type impurity ions and the second conductivity type impurity ions may have opposite polarities.
상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 형성을 위한 제1 도전형 불순물 이온이n형 불순물 이온일 경우에는 10~100keV의 에너지로 이온 주입하며 P형 불순물 이온일 경우에는 5~50KeV의 에너지로 이온 주입할 수 있다.When the first conductivity type impurity ions for forming the source region and the drain region are n type impurity ions, ion implantation is performed at an energy of 10 to 100 keV, and in the case of P type impurity ions, ion implantation is performed at an energy of 5 to 50 KeV. have.
상기 확산 방지 영역 형성을 위한 제2 도전형 불순물 이온이 n형 불순물 이온일 경우에는 10~60keV의 에너지로 이온 주입하며 P형 불순물 이온일 경우에는 5~50KeV의 에너지로 이온 주입할 수 있다.When the second conductivity type impurity ion for forming the diffusion barrier region is n type impurity ion, ion implantation may be performed at an energy of 10 to 60 keV, and when P type impurity ion is ion implanted at an energy of 5 to 50 KeV.
상기 에피층은 50~500Å의 두께로 형성할 수 있다.The epi layer may be formed to a thickness of 50 ~ 500Å.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 바로 위에 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, area, plate, etc. is over another part, this includes not only the part directly above the other part but also another part in the middle. On the contrary, when a part is just above another part, it means that there is no other part in the middle.
그러면 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 반도체 소자 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Next, a semiconductor device and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자의 도면이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 제조 단계별로 도시한 도면이다.1 is a diagram of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 5 are diagrams illustrating manufacturing steps of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
우선, 도 1을 참고로 하여 반도체 소자의 구조에 대하여 상세히 설명한다.First, the structure of a semiconductor device will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1에 도시한 바와 같이, 소자 분리막(2)이 형성되어 있는 반도체 기판(1) 위에 게이트 절연막(3) 및 게이트 전극(4)이 차례로 형성되어 있고, 게이트 절연막 (3) 및 게이트 전극(4) 측면에는 스페이서(10)가 형성되어 있다. 이와 같은 구조에서 노출되는 반도체 기판(1)에는 소스 및 드레인 영역(6a, 6b)이 형성되어 있고, 소스 및 드레인 영역(6a, 6b) 및 게이트 전극(4)의 상부에 금속 실리사이드(11a, 11b, 11c)가 형성되어 있다. 그리고 게이트 전극(4)의 가장자리 영역 및 스페이서(10)의 아래 영역의 반도체 기판(1)에는 확산 방지 영역(8a, 8b)이 형성되어 있다. 그리고 일부 금속 실리사이드(11a, 11b)에서 스페이서(10)의 아래 영역까지 연장된 부분에는 저농도 도핑 영역(9a, 9b)이 형성되어 있다. 이때, 소스 영역(6a) 및 드레인 영역(6b)과 확산 방지 영역(8a, 8b)은 서로 다른 도전형의 불순물 이온이 주입된다. 일 예로 소스 영역(6a) 및 드레인 영역(6b)에는 비소(As) 불순물 이온 또는 인(P) 불순물 이온과 같은 n형 불순물 이온이 주입될 경우에는 확산 방지 영역(8a, 8b)에는 붕소(B) 불순물 이온과 같은 p형 불순물 이온이 주입될 수 있다. 또한, 소스 및 드레인 영역(6a, 6b)에는 붕소 불순물 이온과 같은 p형 불순물 이온이 주입될 경우에는 확산 방지 영역(8a, 8b)에는 비소 불순물 이온 또는 인 불순물 이온과 같은 n형 불순물 이온이 주입될 수 있다.As shown in FIG. 1, the
다음으로, 도 2 내지 도 5를 참고로 하여 반도체 소자의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Next, the manufacturing method of a semiconductor element is demonstrated in detail with reference to FIGS.
도 2에 도시한 바와 같이, 소자 분리막(2)이 형성되어 있는 반도체 기판(1) 위에 게이트 절연막(3) 및 게이트 전극(4)을 형성한다. 이어, 반도체 기판(1) 상부 전면에 산화막을 증착하고 식각하여 게이트 절연막(3) 및 게이트 전극(4)의 측면에 산화막으로 이루어진 사이드월(5)을 형성한다. 그리고, 반도체 기판(1) 중 게이트 전극(4) 및 사이드월(5)로 가려진 영역을 제외한 영역에 제1 도전형의 불순물 이온을 고농도로 주입하여 소스 영역(6a) 및 드레인 영역(6b)을 형성한다. As shown in FIG. 2, the
이때, 소스 영역(6a) 및 드레인 영역(6b)에 제1 도전형의 불순물 이온으로 비소(As) 등의 불순물 이온을 10~100keV의 에너지로 주입하여 NMOS(n-channel metal oxide semiconductor)를 형성하거나, 소스 영역(6a) 및 드레인 영역(6b)에 제1 도전형의 불순물 이온으로 붕소(B) 등의 불순물 이온을 5~50keV의 에너지로 주입하여 PMOS(p-channel metal oxide semiconductor)를 형성할 수도 있다.At this time, impurity ions such as arsenic (As) are implanted into the
다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 노출된 반도체 기판(1) 및 게이트 전극(4) 위에 에피층(7a, 7b, 7d)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3,
에피층(7a, 7b)은 가스 상태의 반도체 결정을 석출하여 반도체 기판(1)의 결정축을 따라 결정을 성장시켜 형성하고 에피층(7c) 또한 가스 상태의 반도체 결정을 석출하여 게이트 전극(4)의 결정축을 따라 결정을 성장시켜 형성한다. 여기서, 에피층(7a, 7b, 7d)은 50~500Å 정도의 두께로 형성할 수 있다.The
그 다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 식각 공정에 의해 사이드월(5)을 완전히 제거한다. 이어, 광 마스크(도시하지 않음)를 이용하여 반도체 기판(1) 위에 소정의 각도로 제2 도전형의 불순물 이온을 주입하여 할로(hallo) 즉, 확산 방지 영역(8a, 8b)을 형성한다. 이때, 제2 도전형 불순물 이온의 주입 각도는 약 30~60ㅀ정도로 하여 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 제2 도전형 불순물 이온 주입에 의한 확산 방지 영역(8a, 8b)은 사이드월(5)이 위치하던 영역과 게이트 전극(4)의 아래의 반도체 기판(1)에 형성된다. Next, as shown in FIG. 4, the
이때, 제2 도전형 불순물은 제1 도전형 불순물과 반대 극성을 가진 불순물로확산 방지 영역(8a, 8b)에 제2 도전형 불순물로 붕소(B) 등과 같은 p형 불순물 이온을 주입할 경우에는 이온 주입 에너지를 5~50keV로 하며, 확산 방지 영역(8a, 8b)에 제2 도전형 불순물로 비소(As) 등과 같은 n형 불순물 이온을 주입할 경우에는 이온 주입 에너지를 10~60keV로 하는 것이 바람직하다.In this case, when the second conductivity type impurity is an impurity having a polarity opposite to that of the first conductivity type impurity, p-type impurity ions such as boron (B) are injected into the diffusion preventing regions 8a and 8b as the second conductivity type impurity. When the ion implantation energy is 5 to 50 keV, and the n-type impurity ions such as arsenic (As) are implanted into the diffusion barrier regions 8a and 8b as the second conductivity type impurities, the ion implantation energy is 10 to 60 keV. desirable.
그런 다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 광 마스크를 이용하여 반도체 기판(1) 위에 제1 도전형의 불순물 이온을 저농도로 주입하여 저농도 도핑 영역(9a, 9b)을 형성한다. 이때, 저농도 도핑 영역(9a, 9b)에 제1 도전형의 불순물로 비소(As) 등의 n형 불순물 이온을 주입할 경우에은 이온 주입 에너지를 10~100keV로 하며, 저농도 도핑 영역(9a, 9b)에 제1 도전형 불순물로 붕소(B) 등의 P형 불순물 이온을 주입할 경우에는 이온 주입 에너지를 5~30keV로 하는 것이 바람직하다.Then, as shown in FIG. 5, low concentration doped regions 9a and 9b are formed by implanting impurity ions of the first conductivity type onto the
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 확산 방지 영역(8a, 8b)에는 소스 및 드레인 영역(6a, 6b)과 저농도 도핑 영역(9a, 9b)과 다른 불순물 이온이 주입되어 있어 게이트 전극(4) 아래 영역으로 소스 및 드레인 영역(6a, 6b)과 저농도 도핑 영역(9a, 9b)의 불순물 이온이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 반도체 소자의 성능이 향상될 수 있다.Meanwhile, as described above, impurity ions different from the source and
다음, 도 1에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(3) 및 게이트 전극(4) 측면에 스페이서(10)를 형성하고, 반도체 기판(1) 상부 구조 전면에 실리사이드 형성용 금속막을 적층한 후, 소정의 온도로 열처리하여 금속 실리사이드(silicide)(11a, 11b, 11c)를 형성한다. 여기서, 금속막은 티타늄, 코발트, 몰리브덴, 텅스텐 등과 같은 저저항성 금속으로 이루어질 수 있다.Next, as shown in FIG. 1,
이러한 금속 실리사이드(11a, 11b, 11c)는 규소 화합물로서, 열처리 공정에 의해 에피층(7a, 7b, 7c)과 반응하여 소스 영역(6a) 및 드레인 영역(6b) 위와 게이트 전극(4) 위에 만들어진다. 이때, 금속 실리사이드(11a, 11b, 11c)는 소스 또는 드레인 영역(6a, 6b)의 불순물 이온 또는 실리콘(silicon)과 반응하지 않는다. 이에 따라, 소스 또는 드레인 영역(6a, 6b)이 손상되지 않아 금속 실리사이드(11a, 11b, 11c)와 소스 또는 드레인 영역(6a, 6b)간의 접촉 저항이 증가되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 금속 실리사이드(11a, 11b, 11c)의 두께를 두껍게 형성할 수 있으므로 금속 실리사이드(11a, 11b, 11c)의 저항도 감소시킬 수 있다. The
본 발명에 따르면 에피층을 반도체 기판 및 게이트 전극의 상부에 배치하고,에피층이 금속 실리사이드로 변화되도록 함으로써 금속 실리사이드에 의해 반도체 기판의 소스 및 드레인 영역이 감소하는 것을 최소화하여 반도체 소자의 성능 및 특성을 증가할 수 있다.According to the present invention, the epi layer is disposed on the semiconductor substrate and the gate electrode, and the epi layer is changed to the metal silicide, thereby minimizing the reduction of the source and drain regions of the semiconductor substrate by the metal silicide, thereby reducing the performance and characteristics of the semiconductor device. Can be increased.
또한, 서로 접촉하는 금속 실리사이드와 하부막간의 접촉저항을 감소시킬 수 있다. In addition, the contact resistance between the metal silicide and the lower layer in contact with each other can be reduced.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of the invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050081143A KR100613297B1 (en) | 2005-09-01 | 2005-09-01 | Manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050081143A KR100613297B1 (en) | 2005-09-01 | 2005-09-01 | Manufacturing method of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100613297B1 true KR100613297B1 (en) | 2006-08-21 |
Family
ID=37602740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020050081143A KR100613297B1 (en) | 2005-09-01 | 2005-09-01 | Manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100613297B1 (en) |
-
2005
- 2005-09-01 KR KR1020050081143A patent/KR100613297B1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7867851B2 (en) | Methods of forming field effect transistors on substrates | |
US8049251B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
KR0167242B1 (en) | Gate-drain coupled device manufacturing method | |
US20090032881A1 (en) | Semiconductor devices and methods of fabricating the same in which a mobility change of the major carrier is induced through stress applied to the channel | |
KR20080020401A (en) | A semiconductor for a dual gate cmos and method for fabricating the same | |
US6362062B1 (en) | Disposable sidewall spacer process for integrated circuits | |
JP2007027622A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
US7368357B2 (en) | Semiconductor device having a graded LDD region and fabricating method thereof | |
US6492234B1 (en) | Process for the selective formation of salicide on active areas of MOS devices | |
US20080023761A1 (en) | Semiconductor devices and methods of fabricating the same | |
US20050130381A1 (en) | Methods for fabricating semiconductor devices | |
KR100613297B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP3518059B2 (en) | Method of manufacturing MIS transistor | |
US20050035407A1 (en) | Semiconductor devices and methods of fabricating the same | |
JPS62242367A (en) | Formation of side surface mask layer of gate electrode of mos transistor | |
US7439596B2 (en) | Transistors for semiconductor device and methods of fabricating the same | |
KR101063690B1 (en) | semiconductor device and fabricating method thereof | |
KR100637966B1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JPH0837239A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
US7186631B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device | |
KR100495858B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
US20050153498A1 (en) | Method of manufacturing p-channel MOS transistor and CMOS transistor | |
US7223663B2 (en) | MOS transistors and methods of manufacturing the same | |
US7696053B2 (en) | Implantation method for doping semiconductor substrate | |
KR100853982B1 (en) | 3d cmos transistor and manufacturing method at the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110719 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120726 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |