KR100743637B1 - Method of manufacturing mosfet device - Google Patents

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KR100743637B1 KR1020060013109A KR20060013109A KR100743637B1 KR 100743637 B1 KR100743637 B1 KR 100743637B1 KR 1020060013109 A KR1020060013109 A KR 1020060013109A KR 20060013109 A KR20060013109 A KR 20060013109A KR 100743637 B1 KR100743637 B1 KR 100743637B1
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Abstract

A method for fabricating a MOSFET is provided to form a transistor having a uniform threshold voltage even if a gate and a groove are misaligned, by forming a groove having a greater width than that of the gate and a groove having a smaller width than that of the gate. A first mask pattern is formed on a semiconductor substrate(10), exposing a gate formation region. The exposed substrate is etched to form a first groove(50) by using the first mask pattern as an etch mask. Spacers are formed on both sidewalls of the first groove including the first mask pattern. A part of the substrate under the bottom of the first groove is etched to form a second groove(70) having a smaller width than that of the first groove by using the first mask pattern including the spacers as an etch mask. A first ion implantation process for controlling a threshold voltage is performed on the surface of the substrate under the second groove. The spacer and the first mask pattern are removed. A gate(110) having a smaller width than that of the first groove is formed on the resultant structure. An oxide layer is formed on the surface of the substrate including both the sidewalls of the first groove and on both sidewalls of the gate. A source/drain region(S/D) is formed in the surface of the substrate at both sides of the gate including the oxide layer.

Description

모스펫 소자의 제조방법{Method of manufacturing MOSFET device}Method of manufacturing MOSFET device

도 1은 종래의 문제점을 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a conventional problem.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 모스펫 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.Figure 2a to 2e is a cross-sectional view for each process for explaining the manufacturing method of the MOSFET device according to the present invention.

도 3은 게이트와 홈간의 정렬(align) 상태 모습을 보여주는 단면도.3 is a cross-sectional view showing an alignment state between a gate and a groove.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10,10': 반도체기판 20,20': 소자분리막10,10 ': semiconductor substrate 20,20': isolation layer

30: 버퍼산화막 40: 제1마스크패턴30: buffer oxide film 40: first mask pattern

50,50': 제1홈 60: 스페이서50,50 ': first groove 60: spacer

70,70': 제2홈 80,80': 게이트절연막70,70 ': second groove 80,80': gate insulating film

90,90': 도전막 100,100': 하드마스크막90,90 ': conductive film 100,100': hardmask film

110,110': 게이트 120,120': 재산화막110,110 ': Gate 120,120': Property canvas

130: 게이트 스페이서 S/D: 소오스/드레인영역130: gate spacer S / D: source / drain region

본 발명은 모스펫 소자의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 문턱 전압 특성을 향상시킬 수 있는 모스펫 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a MOSFET device, and more particularly, to a method for manufacturing a MOSFET device capable of improving the threshold voltage characteristics.

현재 고집적 메모리(memory) 소자를 제조하기 위해서는 디자인 룰(design rule)이 더욱 작아지고 있으며 복잡해지고 있다. 이처럼, 소자의 고집적을 위해서는 소자의 사이즈(size)가 축소되고 있으며 이러한 축소화 경향은 날로 심화되고 있다. 이러한 추세는 저장 단위가 되는 셀(cell) 트랜지스터 뿐만 아니라 주변 회로의 트랜지스터의 채널 길이(channel length)가 감소되고 있는 실정이다.Currently, design rules are becoming smaller and more complicated to manufacture highly integrated memory devices. As described above, in order to achieve high integration of the device, the size of the device is being reduced, and the tendency of such reduction is increasing day by day. Such a trend is that the channel lengths of transistors of peripheral circuits as well as cell transistors serving as storage units are decreasing.

이렇게, 채널 길이의 감소로 인해 기판의 도핑(doping) 농도는 증가되고, 이로 인해, 전기장이 증가함에 따라, 누설전류(current leakage)가 증가하게 된다. 따라서, 결과적으로 안정적인 소자의 특성을 얻기가 어려워진다.In this way, the doping concentration of the substrate is increased due to the reduction in the channel length, which results in an increase in current leakage as the electric field is increased. As a result, it becomes difficult to obtain stable device characteristics.

한편, 상기와 같은 문제점, 즉, 단채널효과(short channel effect)를 방지하기 위한 방법으로 반도체 기판을 리세스(recess), 즉, 기판을 식각해서 홈을 형성한 후, 상기 홈 상에 게이트를 형성하여 유효채널길이(effectine channel length)를 증가시키는 리세스 게이트(recess gate)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Meanwhile, the semiconductor substrate is recessed, that is, the substrate is etched to form a groove, and then a gate is formed on the groove as a method for preventing the above problem, that is, a short channel effect. Research on recess gates that form and increase the effective channel length has been actively conducted.

상기와 같은 방법은 채널 도핑 농도를 줄일 수 있어서 데이타 유지 시간(Data Retention Time)을 늘릴 수 있어 소자의 특성을 향상시킬 수 있다. Such a method can reduce the channel doping concentration, thereby increasing the data retention time, thereby improving the device characteristics.

그러나, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기와 같이 유효채널길이를 증가시키기 위한 리세스 게이트(recess gate; 7) 형성시 기판(1)을 리세스(recess)하기 위해, 즉, 홈(3) 형성을 위한 마스크 공정에 사용하는 노광장비와 게이트(7) 형성을 위한 마스크 공정에 사용하는 노광장비가 다르다. 즉, 소자의 집적도가 증가함에 따라 미세 폭의 홈(3)을 형성하기 위해서는 고분해능의 장비를 사용하게 되는데, 상기와 같은, 이종 노광장비의 차이로 인해 홈(3) 상에 게이트(7)가 정렬(align)상태로 형성하지 못하고 홈(3)의 좌측 또는 우측으로 오정렬(misalign) 상태로 형성하게 된다.However, as shown in FIG. 1, however, in order to recess the substrate 1 when forming a recess gate 7 for increasing the effective channel length as described above, that is, forming the grooves 3. The exposure equipment used for the mask process for forming and the mask equipment for forming the gate 7 are different. That is, as the integration degree of the device is increased, high resolution equipment is used to form the grooves 3 having a fine width, and the gate 7 is formed on the grooves 3 due to the difference in heterogeneous exposure equipment. It is not formed in an aligned state, but is formed in a misaligned state to the left or right side of the groove 3.

이처럼, 게이트(7)와 홈(3)간에 오정렬이 발생하게 되면, 게이트(7)와 홈(3)간에 오정렬이 발생한 부분의 게이트 물질, 즉, 폴리실리콘막(4)은 과도식각(over etch)이 된다. 이러한 폴리실리콘막(4)의 과도식각은 게이트 재산화 공정시 재산화막(8)의 두께 변화로 인해 문턱전압(Vt)이 변동폭이 증가하는 문제점이 발생하게 되어 소자의 리프레쉬(refresh) 특성을 악화시킨다.As such, when misalignment occurs between the gate 7 and the groove 3, the gate material of the portion where the misalignment occurs between the gate 7 and the groove 3, that is, the polysilicon film 4 is overetched. ) The excessive etching of the polysilicon film 4 causes a problem that the threshold voltage Vt fluctuates due to the thickness change of the reoxidation film 8 during the gate reoxidation process, thereby deteriorating the refresh characteristics of the device. Let's do it.

또한, 상기 게이트(7)와 홈(3)간에 오정렬이 발생하게 되면, 소오스/드레인영역(S/D)은 비대칭(asymmetry)의 프로파일(profile)을 갖는 문제점 또한 갖는다.In addition, when misalignment occurs between the gate 7 and the groove 3, the source / drain region S / D also has a problem of having an asymmetric profile.

결과적으로, 상기한 문제점으로 인해, 전술한 종래 기술에서는 소자간 균일성 확보가 어려워 소자의 신뢰성 및 수율이 저하된다.As a result, due to the above-described problems, it is difficult to secure uniformity between the devices in the above-described prior art, and the reliability and yield of the devices are lowered.

도 1에서 미설명된 부호, 2는 소자분리막, 5는 금속계막 및 6은 하드마스크막을 각각 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an isolation layer, 5 denotes a metal layer, and 6 denotes a hard mask layer.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 게이트와 홈간의 오정렬로 인해 발생한 문제점들을 해결할 수 있는 모스펫 소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a MOSFET device that can solve the problems caused by misalignment between a gate and a groove.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 반도체기판 상에 게이트 형성 영역을 노출시키는 제1마스크패턴을 형성하는 단계; 제1마스크패턴을 식각마스크로 이용해서 노출된 기판 부분을 식각하여 제1홈을 형성하는 단계; 제1마스크패턴을 포함해서 제1홈의 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계; 스페이서를 포함한 제1마스크패턴을 식각마스크로 이용해서 제1홈 저면 아래의 기판 부분을 식각하여 제1홈의 폭 보다 작은 폭의 제2홈을 형성하는 단계; 스페이서 및 제1마스크패턴을 제거하는 단계; 제2홈 및 제1홈을 포함한 기판 전면 상에 상기 제1홈의 폭 보다 작은 폭을 갖는 게이트를 형성하는 단계; 제1홈의 양측벽을 포함해서 기판의 표면 및 게이트의 양측벽에 산화막을 형성하는 단계; 및 산화막을 포함한 게이트 양측의 기판 표면 내에 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계;를 포함하는 모스펫 소자의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, forming a first mask pattern for exposing the gate formation region on the semiconductor substrate; Etching the exposed portion of the substrate using the first mask pattern as an etching mask to form a first groove; Forming a spacer on both sidewalls of the first groove including the first mask pattern; Etching the substrate portion below the bottom of the first groove by using the first mask pattern including the spacer as an etching mask to form a second groove having a width smaller than that of the first groove; Removing the spacers and the first mask pattern; Forming a gate having a width smaller than the width of the first groove on the front surface of the substrate including the second groove and the first groove; Forming an oxide film on the surface of the substrate and on both side walls of the gate, including both side walls of the first groove; And forming a source / drain region in the surface of the substrate on both sides of the gate including the oxide film.

여기서, 상기 제1홈은 50∼2000Å 깊이로 형성하는 것을 특징으로 한다.In this case, the first groove is formed to a depth of 50 ~ 2000Å.

상기 제1홈은 게이트의 폭 대비 1.1∼1.5의 폭을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 한다.The first groove may be formed to have a width of 1.1 to 1.5 with respect to the width of the gate.

상기 제2홈을 형성하는 단계 후, 그리고, 상기 스페이서 및 제1마스크패턴을 제거하는 단계 전, 상기 제2홈 아래의 기판 표면 내에 1차 문턱전압조절 이온주입을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And performing a first threshold voltage control ion implantation into the substrate surface below the second groove after the forming of the second groove and before removing the spacer and the first mask pattern. It features.

상기 제2홈은 50∼2000Å 깊이로 형성하는 것을 특징으로 한다.The second groove is formed to a depth of 50 ~ 2000Å.

상기 제2홈은 게이트의 폭 대비 0.5∼0.9의 폭을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 한다.The second groove may be formed to have a width of 0.5 to 0.9 with respect to the width of the gate.

상기 산화막은 게이트 형성시 발생된 식각 데미지를 보상하기 위한 게이트 재산화 공정시 형성하는 재산화막인 것을 특징으로 한다.The oxide film may be a reoxidation film formed during a gate reoxidation process to compensate for etch damage generated during gate formation.

상기 게이트의 양측벽에 산화막을 형성하는 단계 후, 그리고, 상기 산화막을 포함한 게이트 양측의 기판 표면 내에 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계 전, 상기 산화막을 포함한 게이트 양측의 기판 표면 내에 2차 문턱전압조절 이온주입을 수행하는 단계; 및 상기 산화막을 포함한 게이트의 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.After the step of forming oxide films on both side walls of the gate, and before forming the source / drain regions in the substrate surfaces on both sides of the gate including the oxide film, the secondary threshold voltage is adjusted in the substrate surfaces on both sides of the gate including the oxide film. Performing ion implantation; And forming spacers on both sidewalls of the gate including the oxide film.

(실시예)(Example)

먼저, 본 발명의 기술적 원리를 설명하면, 본 발명은 리세스 게이트 형성시, 반도체기판을 식각하여 게이트의 폭(width) 보다 큰 폭을 갖는 제1홈을 형성하고 나서, 상기 제1홈 저면 아래의 기판 부분을 식각하여 제1홈의 폭 보다 작은 폭의 제2홈을 형성한다. 그런다음, 상기 제2홈 및 제1홈 상에 게이트(gate)를 형성한다.First, the technical principle of the present invention will be described. In the present invention, when the recess gate is formed, the semiconductor substrate is etched to form a first groove having a width larger than the width of the gate, and then under the bottom of the first groove. The substrate portion of the substrate is etched to form a second groove having a width smaller than that of the first groove. Then, a gate is formed on the second groove and the first groove.

이렇게 하면, 상기 게이트의 폭 보다 큰 폭의 제1홈과 게이트의 폭 보다 작은 폭의 제2홈을 형성함으로서, 게이트 형성시 게이트와 홈 간에 오정렬(misalign)이 발생하더라도 후속 공정에서 상기 제2홈에 형성된 게이트 물질은 어택(attack)을 받지 않게 되어, 문턱전압(Vt)의 변동폭 증가현상을 방지할 수 있다. In this case, by forming a first groove having a width larger than the width of the gate and a second groove having a width smaller than the width of the gate, even if misalignment occurs between the gate and the groove during formation of the gate, the second groove is formed in a subsequent process. The gate material formed at is not subjected to an attack, thereby preventing an increase in the variation of the threshold voltage Vt.

또한, 상기 게이트의 폭 보다 큰 폭의 제1홈 형성으로 인해, 소오스/드레인영역간의 비대칭(asymmetry) 현상을 방지할 수 있다.In addition, due to the formation of the first groove having a width larger than the width of the gate, it is possible to prevent asymmetry between the source and drain regions.

아울러, 상기 게이트와 홈 간에 정렬(salign) 상태시에는 후속 공정시 상기 제1홈의 양측벽에 산화막이 형성하게 되어, 게이트와 접합영역(junction) 간의 전기장(E-field)을 낮출 수 있다.In addition, in the alignment state between the gate and the groove, an oxide film is formed on both sidewalls of the first groove in a subsequent process, thereby lowering an electric field (E-field) between the gate and the junction.

자세하게, 도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 모스펫(MOSFET) 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.2A to 2E are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a MOSFET device according to the present invention, which will be described below.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 게이트(gate)와 홈 간의 오정렬(misalign)이 발생한 경우에 대해서 도시하도록 한다. Here, in the exemplary embodiment of the present invention, a case in which misalignment between a gate and a groove occurs is illustrated.

도 2a을 참조하면, 반도체기판(10) 내에 액티브 영역을 한정하는 소자분리막(20)을 공지된 STI(Shallow Trench Isolation) 공정에 따라 형성한다. 그런다음, 상기 소자분리막(20)이 형성된 기판(10) 상에 버퍼산화막(30)을 증착한다. 다음으로, 상기 기판(10) 상에 게이트 형성 영역을 노출시키는 제1마스크패턴(40)을 형성한 후, 상기 제1마스크패턴(40)을 식각마스크로 이용해서 버퍼산화막(30)과 노출된 기판(10) 부분을 식각하여 제1홈(50)을 게이트의 폭(width) 대비 1.1∼1.5의 폭을 갖도록 형성하며, 50∼2000Å 깊이로 형성한다. Referring to FIG. 2A, a device isolation film 20 defining an active region in the semiconductor substrate 10 is formed by a known shallow trench isolation (STI) process. Then, a buffer oxide film 30 is deposited on the substrate 10 on which the device isolation film 20 is formed. Next, after the first mask pattern 40 is formed on the substrate 10 to expose the gate formation region, the first mask pattern 40 is used as an etching mask to expose the buffer oxide layer 30. A portion of the substrate 10 is etched to form the first groove 50 to have a width of 1.1 to 1.5 with respect to the width of the gate, and to have a depth of 50 to 2000 microns.

여기서, 본 발명은 후속 게이트의 폭 보다 큰 폭을 갖는 제1홈(50)을 형성함으로서, 후속 게이트와 홈 간에 오정렬(misalign)이 발생시, 후속 소오스/드레인영역을 대칭(symmetry)의 프로파일(profile)을 갖을 수 있다. Here, the present invention forms a first groove 50 having a width greater than that of the subsequent gate, so that when a misalignment occurs between the subsequent gate and the groove, the profile of the subsequent source / drain region is symmetry. )

아울러, 후속 게이트와 홈간에 정렬(salign)이 될 경우에는, 후속 공정시 상기 제1홈(50)의 양측벽에 산화막이 형성하게 되어, 게이트와 소오스/드레인영역간의 전기장(E-field)을 낮출 수 있는 효과를 볼 수 있다.In addition, when alignment is performed between the subsequent gate and the groove, an oxide film is formed on both sidewalls of the first groove 50 during the subsequent process, so that an electric field (E-field) between the gate and the source / drain region is formed. You can see the effect to lower.

도 2b를 참조하면, 상기 제1홈(50)을 포함한 기판 전면 상에 스페이서 절연막을 증착한 후, 이를 식각하여 상기 제1마스크패턴(40)을 포함해서 제1홈(50)의 양측벽에 스페이서(spacer; 60)를 형성한다. 그런다음, 상기 스페이서(60)를 포함 한 제1마스크패턴(40)을 식각마스크로 이용해서 제1홈(50) 저면 아래의 기판 부분을 식각하여 제1홈(50)의 폭 보다 작은 폭의 제2홈(70)을 후속 게이트의 폭 대비 0.5∼0.9의 폭을 갖도록 형성하며, 50∼2000Å 깊이로 형성한다.Referring to FIG. 2B, after depositing a spacer insulating film on the entire surface of the substrate including the first groove 50, the spacer insulating layer is etched and formed on both sidewalls of the first groove 50 including the first mask pattern 40. A spacer 60 is formed. Then, by using the first mask pattern 40 including the spacer 60 as an etch mask, the substrate portion under the bottom of the first groove 50 is etched to have a width smaller than that of the first groove 50. The second groove 70 is formed to have a width of 0.5 to 0.9 with respect to the width of the subsequent gate, and is formed to a depth of 50 to 2000 microns.

여기서, 본 발명은 게이트의 폭 보다 작은 폭을 갖는 제2홈(70)을 형성함으로서, 후속 게이트와 홈(제1홈 및 제2홈) 간에 오정렬(misalign)이 발생시, 상기 제2홈(70)에 형성된 게이트 물질은 어택(attack)을 받지 않게 되어 문턱전압(Vt)의 변동폭 증가현상을 최소화 할 수 있다. Here, the present invention forms a second groove 70 having a width smaller than the width of the gate, so that when a misalignment occurs between a subsequent gate and the groove (the first groove and the second groove), the second groove 70 The gate material formed on the N-A is not subjected to an attack, thereby minimizing the variation of the threshold voltage Vt.

다시말해, 일반적으로 게이트와 홈간에 오정렬 발생시에는, 게이트 물질의 과도식각(over etch)은 피할 수가 없게 되는데, 본 발명에서는 게이트의 폭 보다 작은 폭을 갖는 제2홈(70)을 형성함으로서, 상기 제2홈(70)에 형성된 게이트 물질은 과도식각을 피할 수가 있게 된다. 그러므로, 균일한(uniformity) 문턱전압을 가질 수 있게 된다.In other words, in general, when misalignment occurs between the gate and the groove, overetch of the gate material is unavoidable. In the present invention, the second groove 70 having a width smaller than the width of the gate is formed. The gate material formed in the second groove 70 can avoid excessive etching. Therefore, it is possible to have uniformity threshold voltage.

다음으로, 상기 제2홈(70) 아래의 기판 표면 내에 1차 문턱전압조절 이온주입을 수행한다.Next, a first threshold voltage control ion implantation is performed in the substrate surface below the second groove 70.

도 2c를 참조하면, 상기 스페이서, 제1마스크패턴 및 버퍼산화막을 제거한 상태에서, 상기 제2홈(70) 및 제1홈(50)을 포함한 기판 전면 상에 게이트 물질을 증착한다. 여기서, 상기 게이트 물질은, 게이트절연막(80), 도전막(90) 및 하드마스크막(100)을 일컨다. 그런다음, 상기 하드마스크막(100) 상에 게이트 형성 영역을 가리는 제2마스크패턴(미도시)을 형성한후, 상기 제2마스크패턴을 식각마스크로 이용해서 상기 하드마스크막(100), 도전막(90) 및 게이트절연막(80)을 식각하여 상 기 제1홈(50)의 폭 보다 작은 폭을 가지며, 상기 제2홈(70)의 폭 보다는 큰 폭을 갖는 리세스 게이트(110)를 형성한다.Referring to FIG. 2C, a gate material is deposited on the entire surface of the substrate including the second groove 70 and the first groove 50 in a state where the spacer, the first mask pattern and the buffer oxide film are removed. Here, the gate material may include a gate insulating film 80, a conductive film 90, and a hard mask film 100. Next, after forming a second mask pattern (not shown) covering the gate formation region on the hard mask layer 100, the second mask pattern is used as an etch mask and the hard mask layer 100 is electrically conductive. By etching the film 90 and the gate insulating film 80, the recess gate 110 having a width smaller than the width of the first groove 50 and larger than the width of the second groove 70 is formed. Form.

일반적으로, 게이트와 홈 간에 오정렬이 발생하게 되면 상기 도전막(90) 과도식각되어 홈에 형성된 부분까지 도전막이 식각되는데, 본 발명에서와 같이 제1홈(50)과 제2홈(70)의 형성으로 인해, 상기 도전막(90)의 과도식각이 제2홈(70) 부분에는 어택을 받지 않는다. In general, when misalignment occurs between the gate and the groove, the conductive film is etched up to the portion formed in the groove by over-etching the conductive film 90. As in the present invention, the first groove 50 and the second groove 70 Due to the formation, the excessive etching of the conductive film 90 is not attacked by the second groove 70.

이처럼, 상기 도전막(90)의 과도식각이 제1홈(50) 부분까지만 어택을 받아 후속 게이트 재산화 공정시 발생하는 재산화막의 증가에도 문턱전압의 변동폭 증가현상을 최소화할 수 있다. As such, the excessive etching of the conductive layer 90 may attack only the portion of the first groove 50, thereby minimizing the increase in the variation of the threshold voltage even when the reoxidation layer generated during the subsequent gate reoxidation process increases.

도 2d를 참조하면, 상기 게이트 물질 식각시 발생된 식각 데미지(etch demage)를 보상하기 위해 기판 결과물에 대해 게이트 재산화(gate reoxidation) 공정을 수행하여 상기 제1홈(50)의 측벽을 포함해서 기판(10)의 표면 및 게이트(110)의 양측벽에 산화막 계열의 재산화막(120)을 형성한다. Referring to FIG. 2D, a gate reoxidation process is performed on a substrate resultant to compensate for etch damage caused by etching the gate material, including the sidewall of the first groove 50. An oxide-based reoxidation film 120 is formed on the surface of the substrate 10 and both side walls of the gate 110.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 게이트(110')와 홈(50',70') 간에 정렬(align)이 발생한 경우에는, 상기 게이트 재산화 공정시, 상기 제1홈(50')의 양측벽을 포함해서 기판의 표면 및 게이트(110')의 양측벽에 산화막 계열의 재산화막(120')이 형성한다. 이처럼, 상기 재산화막(120')이 게이트(110')의 양측벽에도 형성하게 됨으로서, 이로인해, 게이트(110')와 후속 소오스/드레인영역 간의 전기장(E-Field)을 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, when an alignment occurs between the gate 110 ′ and the grooves 50 ′ and 70 ′, the first groove 50 ′ during the gate reoxidation process. An oxide-based reoxidation film 120 'is formed on the surface of the substrate and both side walls of the gate 110', including both sidewalls. As such, the reoxidized film 120 'is formed on both side walls of the gate 110', thereby reducing the E-field between the gate 110 'and the subsequent source / drain regions. You can get it.

도 3에서 미설명된 도면 부호, 10'은 반도체기판, 20'은 소자분리막, 80'은 게이트절연막, 90'은 도전막, 100'은 하드마스크막을 각각 나타낸다.In FIG. 3, reference numeral 10 'denotes a semiconductor substrate, 20' denotes an isolation layer, 80 'denotes a gate insulating layer, 90' denotes a conductive layer, and 100 'denotes a hard mask layer.

2e를 참조하면, 상기 재산화막(120)을 포함한 게이트(110) 양측의 기판 표면 내에 2차 문턱전압조절 이온주입을 수행한다. 그런다음, 상기 재산화막(120)을 포함한 기판 전면 상에 게이트 스페이서용 절연막을 증착한 후, 이를 식각하여, 상기 재산화막(120)을 포함한 게이트(110) 양측벽에 게이트 스페이서(130)를 형성한다. Referring to 2e, the secondary threshold voltage control ion implantation is performed in the substrate surface on both sides of the gate 110 including the reoxidation film 120. Thereafter, an insulating film for a gate spacer is deposited on the entire surface of the substrate including the reoxidation film 120, and then etched to form gate spacers 130 on both sidewalls of the gate 110 including the reoxidation film 120. do.

다음으로, 상기 재산화막(120)을 포함한 게이트(110) 양측의 기판 표면 내에 고농도 불순물 이온주입을 수행하여 상기 재산화막(120)을 포함한 게이트(110) 양측의 기판 표면 내에 소오스/드레인영역(S/D)을 형성하여 본 발명에 따른 모스펫 소자를 제조한다.Next, a high concentration of impurity ions are implanted into the surface of the substrate on both sides of the gate 110 including the reoxidation film 120, so that the source / drain regions S are formed on the surface of the substrate on both sides of the gate 110 including the reoxidation film 120. / D) to form a MOSFET device according to the present invention.

전술한 바와 같이, 상기 게이트와 홈 간에 오정렬이 발생하더라도, 도전막의 과도식각이 제1홈에 형성된 부분까지만 어택을 받아서, 소자의 균일한 문턱전압을 기대할 수 있으며, 또한, 상기 게이트의 폭 보다 큰 폭을 갖는 제1홈 형성으로 인해, 소오스/드레인 영역이 대칭의 프로파일을 가질 수 있다. As described above, even if misalignment occurs between the gate and the groove, the transient etching of the conductive film is attacked only to the portion formed in the first groove, so that a uniform threshold voltage of the device can be expected, and the width of the gate is greater than the width of the gate. Due to the width of the first groove formation, the source / drain regions may have a symmetrical profile.

아울러, 상기 게이트와 홈 간에 정렬시에는, 상기 제1홈의 양측벽에도 재산화막이 형성하게 되어, 게이트와 소오스/드레인영역 간의 전기장을 낮출 수 있어 소자의 누설전류를 방지할 수 있다. In addition, when the gate and the groove are aligned, a reoxidation film is formed on both sidewalls of the first groove, thereby lowering the electric field between the gate and the source / drain region, thereby preventing leakage current of the device.

이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.As mentioned above, although the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto, and the scope of the following claims is not limited to the scope of the present invention. It can be easily understood by those skilled in the art that can be modified and modified.

이상에서와 같이, 본 발명은 게이트의 폭 보다 큰 폭을 갖는 홈과 게이트의 폭 보다 작은 폭을 갖는 홈을 형성함으로서, 게이트와 홈 간에 오정렬이 발생하더라도, 트랜지스터의 균일한 문턱전압을 기대할 수 있으며, 또한, 소오스/드레인영역을 대칭(symmetry)의 프로파일(profile)을 갖을 수 있다. As described above, the present invention forms a groove having a width greater than the width of the gate and a groove having a width smaller than the width of the gate, so that even if misalignment occurs between the gate and the groove, a uniform threshold voltage of the transistor can be expected. In addition, the source / drain region may have a profile of symmetry.

아울러, 상기 게이트와 홈 간에 정렬시에는, 게이트의 폭 보다 큰 폭을 갖는 홈의 양측벽에 산화막이 형성하게 되어, 게이트와 소오스/드레인영역 간의 전기장(E-Field)을 낮출 수 있어, 누설전류(current leakage)를 감소시킬 수 있게 되어, 결과적으로, 소자의 리프레쉬(refresh) 특성을 향상시킬 수 있다. In addition, when the gate and the groove are aligned, an oxide film is formed on both sidewalls of the groove having a width larger than the width of the gate, so that an electric field (E-Field) between the gate and the source / drain region can be lowered, and thus a leakage current. (current leakage) can be reduced, and as a result, it is possible to improve the refresh characteristics of the device.

Claims (8)

반도체기판 상에 게이트 형성 영역을 노출시키는 제1마스크패턴을 형성하는 단계;Forming a first mask pattern exposing the gate formation region on the semiconductor substrate; 상기 제1마스크패턴을 식각마스크로 이용해서 노출된 기판 부분을 식각하여 제1홈을 형성하는 단계;Etching the exposed portion of the substrate using the first mask pattern as an etching mask to form a first groove; 상기 제1마스크패턴을 포함해서 제1홈의 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계;Forming spacers on both sidewalls of the first groove including the first mask pattern; 상기 스페이서를 포함한 제1마스크패턴을 식각마스크로 이용해서 제1홈 저면 아래의 기판 부분을 식각하여 제1홈의 폭 보다 작은 폭의 제2홈을 형성하는 단계;Etching the substrate portion below the bottom of the first groove by using the first mask pattern including the spacers as an etching mask to form a second groove having a width smaller than that of the first groove; 상기 스페이서 및 제1마스크패턴을 제거하는 단계; Removing the spacers and the first mask pattern; 상기 제2홈 및 제1홈을 포함한 기판 전면 상에 상기 제1홈의 폭 보다 작은 폭을 갖는 게이트를 형성하는 단계;Forming a gate having a width smaller than a width of the first groove on a front surface of the substrate including the second groove and the first groove; 상기 제1홈의 양측벽을 포함해서 기판의 표면 및 게이트의 양측벽에 산화막을 형성하는 단계; 및Forming an oxide film on the surface of the substrate and on both side walls of the gate, including both side walls of the first groove; And 상기 산화막을 포함한 게이트 양측의 기판 표면 내에 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계;Forming a source / drain region in the substrate surface on both sides of the gate including the oxide film; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 모스펫 소자의 제조방법.Method for producing a MOSFET device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1홈은 50∼2000Å 깊이로 형성하는 것을 특징으로 하는 모스펫 소자의 제조방법.And the first groove is formed to a depth of 50 to 2000 microns. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1홈은 게이트의 폭 대비 1.1∼1.5의 폭을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 모스펫 소자의 제조방법.The first groove is formed to have a width of 1.1 to 1.5 compared to the width of the gate of the MOSFET device manufacturing method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2홈을 형성하는 단계 후, 그리고, 상기 스페이서 및 제1마스크패턴을 제거하는 단계 전, 상기 제2홈 아래의 기판 표면 내에 1차 문턱전압조절 이온주입을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모스펫 소자의 제조방법. And performing a first threshold voltage control ion implantation into the substrate surface below the second groove after the forming of the second groove and before removing the spacer and the first mask pattern. A method for manufacturing a MOSFET device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2홈은 50∼2000Å 깊이로 형성하는 것을 특징으로 하는 모스펫 소자의 제조방법.And the second groove is formed to a depth of 50 to 2000 microns. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2홈은 게이트의 폭 대비 0.5∼0.9의 폭을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 모스펫 소자의 제조방법.And the second groove is formed to have a width of 0.5 to 0.9 with respect to the width of the gate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산화막은 게이트 형성시 발생된 식각 데미지를 보상하기 위한 게이트 재산화 공정시 형성하는 재산화막인 것을 특징으로 하는 모스펫 소자의 제조방법.And the oxide film is a reoxidation film formed during a gate reoxidation process to compensate for etch damage generated during gate formation. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트의 양측벽에 산화막을 형성하는 단계 후, 그리고, 상기 산화막을 포함한 게이트 양측의 기판 표면 내에 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계 전, After forming an oxide film on both side walls of the gate, and before forming a source / drain region in the substrate surface on both sides of the gate including the oxide film, 상기 산화막을 포함한 게이트 양측의 기판 표면 내에 2차 문턱전압조절 이온주입을 수행하는 단계; 및 상기 산화막을 포함한 게이트의 양측벽에 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모스펫 소자의 제조방법.Performing secondary threshold voltage control ion implantation into the substrate surfaces on both sides of the gate including the oxide film; And forming spacers on both sidewalls of the gate including the oxide layer.
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