KR100691965B1 - 반도체 소자 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1차 어닐링을 스파이크 어닐링을 이용하여 상변화를 쉽게하여 저항이 낮은 실리사이드를 형성시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 반도체 소자 제조 방법은 기판 상부에 폴리 실리콘 게이트, 소스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 기판상에 티타늄 층을 형성하는 단계; 상기 기판을 목표 온도까지 스파이크 어닐링을 통해 1차 어닐링하는 단계; 상기 기판을 세정하여 잔류하는 티타늄을 제거하는 단계 및 상기 기판을 2차 어닐링하는 단계로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 반도체 소자 제조 방법은 스파이크 어닐링을 이용하여 램프 업 레이트를 높게 하여 결정을 작게 형성하고, 저온에서도 상변화가 쉽게하여 저항이 낮고 특성이 우수한 티타늄 실리사이드를 형성하는 효과가 있다.
스파이크 어닐링, 상변화, 실리사이드
Description
도 1은 종래기술에 의한 급속 열처리 장치에 의한 온도 변화.
도 2a 내지 2c는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조 방법.
도 3은 본 발명에 의한 스파이크 어닐링 공정에 의한 온도 변화.
본 발명은 반도체 소자 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 1차 어닐링을 스파이크 어닐링을 이용하여 상변화를 쉽게하여 저항이 낮은 실리사이드를 형성시키는 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 의한 급속 열처리 장치에 의한 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 종래에는 티타늄 실리사이드를 형성하기 위해 1차 어닐링을 실시하고 C49에서 C54 상으로 상변화를 시키기 위해 2차 어닐링을 진행함에 있어 1차 및 2차 어닐링 모두 급속 열처리 장치(RTP : Rapid Thermal Processing)를 이용하여 진행하 였다. 이 때 상기 1차 어닐링의 공정 조건은 초당 50℃ 램프 업 레이트(Ramp up rate)로 720℃내지 750℃에서 30초간 어닐링을 진행하며, 2차 어닐링은 800℃ 내지 825℃에서 20초간 실시한다.
상기와 같은 종래 기술은 어닐링 중 고온에서 진행되는 시간으로 인하여 열 소모비용(Thermal budget)이 생기고, 저항이 높아져 티타늄 실리사이드의 특성이 낮아지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 1차 어닐링을 스파이크 어닐링을 이용하여 진행하여 저항이 낮은 실리사이드를 통해 티타늄 실리사이드의 특성을 향상시키는 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 기판 상부에 폴리 실리콘 게이트, 소스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 기판상에 티타늄 층을 형성하는 단계; 상기 기판을 목표 온도까지 스파이크 어닐링을 통해 1차 어닐링하는 단계; 상기 기판을 세정하여 잔류하는 티타늄을 제거하는 단계 및 상기 기판을 2차 어닐링하는 단계로 이루어진 반도체 소자 제조 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참고한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명에 의한 반도체 제조 방법이다. 우선 도 2a와 같이 기판(미도시) 상부에 기존 공정에 따라 공정을 진행한 후 소자 분리막(STI : Shallow Trench Isolation)을 형성한다. 그 후 폴리 실리콘 게이트(100)를 형성하고 소스/드레인 이온주입을 실시하고, 선비정질 이온주입(PAI : Preamorphization Implant)을 실시한다.
다음 도 2b와 같이 PAI 공정 후 티타늄 스퍼터링을 실시하여 티타늄층(110)을 생성한다. 그 후 티타늄 실리사이드를 형성하기 위하여 1차 어닐링을 실시한다. 이 때 1차 어닐링을 스파이크 어닐링(Spike annealing)을 실시하게 된다. 상기 스파이크 어닐링은 램프 업 레이트를 초당 250℃내지 300℃로 하여 목표 온도까지 올린 후 바로 램프 다운(Ramp down)하는 공정이다. 상기 목표 온도는 바람직하게는 850℃ 내지 900℃이다.
다음 도 2c와 같이 상기 스파이크 어닐링 공정에서 반응하지 않고 남은 티타늄을 습식 식각으로 제거하는 공정을 진행한 후 다시 C49상에서 C54 상으로 상변화를 시키기 위해 2차 어닐링을 진행한다. 2차 어닐링은 급속 열처리 장치를 이용하여 진행하며 바람직하게는 800℃내지 825℃에서 20초간 실시한다.
도 3은 본 발명에 의한 스파이크 어닐링 공정에 의한 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3과 같이 1차 어닐링 공정에서 램프 업 레이트를 초당 250℃내지 300℃로 하여 목표 온도까지 올린 후 바로 램프 다운시킨 후 2차 어닐링 공정을 800℃ 내지 825℃에서 20초간 실시한다. 이를 통해 고온에서 진행되는 시간을 단축하여 열 소모비용을 줄이고 1차 어닐링 시 램프 업 레이트를 높게 하여 C49 TiSi2의 결정을 작게 형성되도록 하여 2차 어닐링 시 저온에서도 C54 TiSi2로 상변화가 쉽게 일어날 수 있게 한다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명의 반도체 소자 제조 방법은 스파이크 어닐링을 이용하여 램프 업 레이트를 높게 하여 결정을 작게 형성하고, 저온에서도 상변화가 쉽게하여 저항이 낮고 특성이 우수한 티타늄 실리사이드를 형성하는 효과가 있다.
Claims (5)
- 반도체 소자 제조 방법에 있어서,기판 상부에 폴리 실리콘 게이트, 소스/드레인 영역을 형성하는 단계;상기 기판상에 티타늄 층을 형성하는 단계;상기 기판을 초당 250℃ 내지 300℃로 목표 온도까지 올리는 스파이크 어닐링을 통해 1차 어닐링하는 단계;상기 기판을 세정하여 잔류하는 티타늄을 제거하는 단계; 및상기 기판을 2차 어닐링하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
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- 제 1항에 있어서,상기 목표 온도는 850℃ 내지 900℃임을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 2차 어닐링은 800℃ 내지 825℃에서 20초간 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 기판을 초당 250℃ 내지 300℃로 목표 온도까지 올리는 스파이크 어닐링을 통해 1차 어닐링하는 단계에서,상기 1차 어닐링 공정에서 상기 목표 온도에서 바로 램프 다운시켜 온도를 내리는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
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