KR100618861B1 - 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자 및그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (30)
- 반도체 기판에 형성된 소오스 및 드레인;상기 소오스 및 드레인 사이의 상기 반도체 기판에 형성된 리세스 트렌치 하의 상기 반도체 기판 영역으로서, 상기 리세스 트렌치 하부를 둘러싸는 형태의 로컬 채널 불순물 도핑 영역; 및상기 리세스 트렌치를 매립하여 형성된 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역 내부에 상기 로컬 리세스 채널 트랜지스터의 문턱전압을 조절하기 위한 문턱전압 불순물 도핑 영역을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 문턱전압 불순물 도핑 영역의 불순물 농도는 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역의 불순물 농도보다 높은 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 로컬 리세스 채널 트랜지스터는 n형 트랜지스터이고, 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역은 붕소로 도핑되어 있으며, 상기 문턱전압 불순물 도핑 영역은 붕소 및 BF2로 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 반도체 기판 내의 상기 게이트의 상단부는 실린더형이고, 하단부는 구형인 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 제 5 항에 있어서,상기 게이트의 하단부의 너비가 상단부의 너비보다 큰 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 제 5 항에 있어서,상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역은 상기 게이트의 구형 하단부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 소오스 및 드레인은 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역 상의 상기 게이트 측면의 상기 반도체 기판에 형성된 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜 지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 소오스 및 드레인은 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역과 인접하는 영역에 저 농도 도핑 영역을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 게이트 상면이 상기 반도체 기판 상으로 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자.
- 반도체 기판 내에 선택적으로 채널 불순물 도핑을 행하여 로컬 채널 불순물 도핑 영역을 형성하는 단계;상기 반도체 기판을 선택적으로 식각하여 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역을 노출하는 리세스 트렌치를 형성하는 단계;상기 리세스 트렌치가 형성된 결과물에 문턱전압 불순물 도핑을 행하여 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역 내에 상기 리세스 트렌치 하부를 둘러싸는 형태의 문턱전압 불순물 도핑 영역을 형성하는 단계;상기 리세스 트렌치의 하단부를 구형으로 확장하는 단계;상기 리세스 트렌치를 매립하도록 순차적으로 게이트 절연막 및 게이트 전극 막을 형성하는 단계; 및상기 게이트 절연막 및 게이트 전극막을 선택적으로 식각하여 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역을 형성하는 단계는 상기 반도체 기판 상에 버퍼막 및 하드 마스크막을 순차 형성하고, 상기 하드 마스크막 상에 포토레지스트막 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트막 패턴을 식각 보호막으로 하여 상기 하드 마스크막을 식각하는 단계; 및 상기 포토레지스트막 패턴 및 하드 마스크막을 이온주입 보호막으로 하고 상기 버퍼막을 관통하여 채널 불순물을 이온 주입하여 로컬 채널 불순물 도핑 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 하드 마스크막은 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 버퍼막은 산화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 리세스 트렌치를 형성하는 단계는 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역을 형성하는 단계 후 상기 하드 마스크막에 의해 노출된 상기 버퍼막을 선택적으로 제거하는 단계 및 상기 하드 마스크막을 식각 보호막으로 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역이 노출될 때까지 상기 반도체 기판을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 리세스 트렌치를 형성하는 단계는 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역을 형성하는 단계 후 상기 하드 마스크막에 의해 노출된 상기 버퍼막을 선택적으로 제거하는 단계, 상기 버퍼막 및 하드 마스크막 측벽에 절연막 스페이서를 형성하는 단계 및 상기 하드 마스크막 및 상기 절연막 스페이서를 식각 보호막으로 하여 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역이 노출될 때까지 상기 반도체 기판을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 절연막 스페이서를 형성하는 단계는 산화막을 형성하고 이방성 식각하 여 수행하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 문턱전압 불순물 도핑 영역을 형성하는 단계는 상기 리세스 트렌치 측벽에 트렌치 스페이서를 형성하는 단계 및 상기 트렌치 스페이서에 의해 노출된 리세스 트렌치 하단부의 상기 반도체 기판에 문턱전압 불순물을 이온 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 반도체 기판 상에 로컬 채널 불순물 도핑 영역이 형성될 상기 반도체 기판을 노출하는 하드 마스크막을 형성하는 단계;상기 하드 마스크막을 식각 보호막으로 하여 상기 노출된 반도체 기판을 선택적으로 식각하여 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역을 노출하는 리세스 트렌치를 형성하는 단계;상기 리세스 트렌치 측벽에 트렌치 스페이서를 형성하는 단계;상기 트렌치 스페이서에 의해 노출되는 상기 리세스 트렌치 하의 상기 반도체 기판에 채널 불순물 도핑 및 문턱전압 불순물 도핑을 행하여 상기 리세스 트렌치 하단부를 둘러싸는 형태의 로컬 채널 불순물 도핑 영역 및 상기 로컬 채널 불순물 도핑 영역 내의 문턱전압 불순물 도핑 영역을 형성하는 단계;상기 리세스 트렌치의 하단부를 구형으로 확장하는 단계;상기 리세스 트렌치를 매립하도록 순차적으로 게이트 절연막 및 게이트 전극막을 형성하는 단계; 및상기 게이트 절연막 및 게이트 전극막을 선택적으로 식각하여 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,상기 트렌치 스페이서를 형성하는 단계는 상기 리세스 트렌치가 형성된 결과물 전면에 스페이서 산화막을 형성하는 단계 및 상기 스페이서 산화막을 이방성 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 20 항에 있어서,상기 스페이서 산화막을 형성하는 단계는 상기 리세스 트렌치에 의해 노출되는 반도체 기판을 열 산화시켜 수행하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 20 항에 있어서,상기 스페이서 산화막을 형성하는 단계는 상기 리세스 트렌치에 의해 노출되 는 반도체 기판을 포함하는 전면에 화학적 기상증착법(CVD)을 이용하여 MTO(medium temperature oxide)막을 형성하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,상기 로컬 리세스 채널 트랜지스터가 n형 트랜지스터이고, 상기 채널 불순물 도핑 영역을 형성하는 단계는 붕소를 이온 주입하며, 상기 문턱전압 불순물 도핑 영역은 BF2를 이온 주입하여 수행하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,상기 리세스 트렌치의 하단부를 구형으로 확장하는 단계는 상기 하드 마스크막 및 트렌치 스페이서를 식각 보호막으로 하여 상기 리세스 트렌치의 하단부의 상기 반도체 기판을 선택적으로 등방성 식각하여 수행하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 등방성 식각 단계는 NH4OH, H2O2 및 H2O 혼합 용액을 이용한 습식각으로 수행하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소 자의 제조 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 등방성 식각 단계는 CF4 및 O2 기체의 라디칼을 이용하는 케미컬 드라이 에치(chemical dry etch)를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 등방성 식각 단계는 상기 문턱전압 불순물 도핑 영역이 노출될 때까지 수행하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 리세스 트렌치의 하단부를 구형으로 확장하는 단계는 상기 등방성 식각 후 표면을 둥글게 하기 위해 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 28 항에 있어서,상기 열처리하는 단계는 수소 기체를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 하드 마스크막은 질화막으로 형성하고, 상기 트렌치 스페이서는 산화막을 형성하고 이방성 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 로컬 리세스 채널 트랜지스터를 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
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