KR100772262B1 - Method for manufacturing non-salicidation film of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 반도체 소자내 게이트 전극의 살리사이드 방지 영역 마스크를 나타낸 도면,1 is a view showing a salicide preventing region mask of a gate electrode in a semiconductor device;
도 2a 내지 도 2e는 종래 기술에 의한 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 방법을 순차적으로 설명하기 위한 공정 순서도,2A to 2E are process flowcharts for sequentially explaining a method for manufacturing a salicide preventing film of a semiconductor device according to the prior art;
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 방법을 순차적으로 설명하기 위한 공정 순서도.3A to 3E are process flowcharts for sequentially explaining a method for manufacturing a salicide preventing film of a semiconductor device according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
100 : 반도체 기판 102 : 소자 분리막100
104 : 게이트 절연막 106 : 게이트 전극104: gate insulating film 106: gate electrode
108 : 제 1실리콘 산화막 110 : 실리콘 질화막108: first silicon oxide film 110: silicon nitride film
112 : 제 2실리콘 산화막 114 : 포토레지스트 패턴112: second silicon oxide film 114: photoresist pattern
116 : 하드 마스크 118 : 스페이서116: hard mask 118: spacer
120 : 소오스/드레인 접합 122 : 실리사이드 금속120 source /
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 게이트 전극의 저항 값을 정밀 제어할 수 있는 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for producing a salicide film of a semiconductor device capable of precisely controlling the resistance value of a gate electrode.
일반적으로 실리사이드(silicide)는 낮은 저항, 높은 열적 안정성, 현 실리콘 공정과의 적용 등이 용이하여 반도체 소자의 공정에 활발히 적용되고 있다. 더욱이, 게이트 전극 또는 소오스/드레인 접합 표면에 형성되는 실리사이드막은 각각 게이트 전극의 비저항과 소오스/ 드레인의 접촉저항을 낮출 수 있는 이점이 있다.In general, silicides are actively applied to semiconductor device processes because of low resistance, high thermal stability, and easy application to current silicon processes. Furthermore, the silicide film formed on the gate electrode or the source / drain junction surface has an advantage of lowering the specific resistance of the gate electrode and the contact resistance of the source / drain, respectively.
그리고, 게이트 전극의 측벽에 있는 스페이서 절연막에 의해 게이트 전극 및 소오스/드레인 접합 표면에 실리사이드막이 동시에 형성되는 것을 살리사이드(salicide : self-aligned silicide) 공정이라 한다.In addition, a silicide film is simultaneously formed on the gate electrode and the source / drain junction surface by the spacer insulating film on the sidewall of the gate electrode, which is called a salicide (self-aligned silicide) process.
한편, 아날로그 입출력 모듈 혹은 ESD(ElectroStatic Discharge) 퓨즈가 탑재된 제품의 경우 일정 수준의 전류 제어가 불가피하므로, 설계 기술과 연관되어 트랜지스터 혹은 저항체가 선택 적용된다. 저항체로서 회로를 구성하는 경우 살리사이드 블록킹(salicidation blocking) 및 도펀트 이온 주입(dopant implanting)을 통하여 활성 영역(active), 혹은 게이트 전극(gate poly line)상의 저항체를 구현하게 된다. 이때, 저항 값의 조절은 살리사이드 방지(NS : Non-Salicidation) 영역에 대한 도펀트 농도 및 해당 영역의 면적(dimension) 제어를 통하여 이루어지게 되는데, 아날로그 회로를 구현하는 경우 면적이 전류 분배에 직접적인 영향을 미치므로 정교한 제어를 위한 패터닝 기술이 요구된다.On the other hand, a product equipped with an analog input / output module or an electrostatic discharge (ESD) fuse is inevitable to control a certain level of current, so a transistor or a resistor is selected according to the design technology. When the circuit is configured as a resistor, a resistor on an active region or a gate poly line is realized through salicide blocking and dopant implantation. In this case, the resistance value is controlled by controlling the dopant concentration in the non-salicidation (NS) region and the dimension of the region. In the case of an analog circuit, the area directly affects the current distribution. As a result, patterning techniques for precise control are required.
살리사이드 방지(NS) 영역의 패터닝은, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)에 형성된 게이트 전극(16) 상부에 살리사이드 방지용 하드 마스크(hard mask)(a)를 정의하는 기술이다.Patterning of the salicide prevention (NS) region is a technique of defining a salicide prevention hard mask (a) on the
도 2a 내지 도 2e는 종래 기술에 의한 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 방법을 순차적으로 설명하기 위한 공정 순서도이다.2A to 2E are process flowcharts for sequentially explaining a method for manufacturing a salicide prevention film of a semiconductor device according to the prior art.
이들 도면을 참조하면, 종래 기술에 의한 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 공정은 다음과 같이 진행된다.Referring to these drawings, the salicide prevention film production process of a semiconductor device according to the prior art proceeds as follows.
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(10)으로서 실리콘 기판에 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 진행하여 소자의 활성 영역 및 비활성 영역을 정의하는 소자 분리막(12)을 형성하고, 반도체 기판(10)내에 도전형 도펀트를 이온 주입하여 웰(well) 공정을 진행한다.First, as shown in FIG. 2A, as the
반도체 기판(10)에 게이트 절연막(14)을 형성하고, 그 위에 게이트 도전막으로서, 도프트 폴리실리콘을 증착하고 이를 패터닝하여 게이트 전극(16)을 형성한다.A
도 2b에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(16)이 있는 기판 전면에 스페이서 절연 물질로서 제 1실리콘 산화막(18), 실리콘 질화막(20), 제 2실리콘 산화막(22)을 순차적으로 적층한다.As shown in FIG. 2B, the first silicon oxide film 18, the silicon nitride film 20, and the second
도 2c에 도시된 바와 같이, 제 2실리콘 산화막(22) 상부에 포토레지스트를 코팅하고 도 1과 같은 살리사이드 방지 영역을 정의하는 마스크(a)를 이용한 노광 및 현상 공정을 진행하여 게이트 전극(16) 에지 일부를 오픈시키는 포토레지스트 패턴(24)을 형성한다.As shown in FIG. 2C, the photoresist is coated on the second
도 2d에 도시된 바와 같이, 살리사이드 방지 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴에 의해 드러난 제 2실리콘 산화막(22)을 HF 용액으로 습식 식각하고, RIE(Reactive Ion Etch) 등의 건식 식각 공정을 진행하여 실리콘 질화막(20), 제 1실리콘 산화막(18)을 식각한다. 혹은 살리사이드 방지 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴에 의해 드러난 제 2실리콘 산화막(22), 실리콘 질화막(20), 제 1실리콘 산화막(18)을 RIE 등의 건식 식각 공정으로 식각한다.As shown in FIG. 2D, the second
이에 따라, 게이트 전극(16) 상부에는 에지 일부를 오픈시키는 살리사이드 방지를 위한 제 1실리콘 산화막(18a), 실리콘 질화막(20a), 제 2실리콘 산화막(22a)이 적층되어 살리사이드 방지용 하드 마스크(26)가 형성된다. 그리고 게이트 전극(16) 측벽에는 제 1실리콘 산화막(18b), 실리콘 질화막(20b), 제 2실리콘 산화막(22b)이 적층된 스페이서(28)가 형성된다.Accordingly, the first
이어서 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 전면에 n형 또는 p형 도펀트 이온을 고농도로 이온 주입하여 게이트 전극(16) 및 스페이서(28)에 의해 드러난 기판(10)내에 소오스/드레인 접합(30)을 형성한다. 이때, 소오스/드레인 접합(30)은 LDD(Lightly Doped Drain) 구조로 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2E, the source / drain junction 30 is formed in the
그 다음 상기 결과물 전면에 실리사이드용 금속으로서, 티타늄(Ti)을 증착하고 어닐링(annealing) 공정을 실시하여 살리사이드 방지용 하드 마스크(26)에 의해 드러난 게이트 전극(16) 에지 상부와 소오스/드레인 접합(30) 표면에 실리사이드 금속(예를 들어, 티타늄 실리사이드막(TiSi))(32)을 형성한다. 그리고 실리사이드 화되지 않은 실리사이드용 금속을 제거함으로써 살리사이드 공정을 완료한다.Then, as a silicide metal on the entire surface of the resultant, titanium (Ti) is deposited and annealing is performed to form a source / drain junction with an upper portion of the
종래 기술에 의한 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 방법은, 하드 마스크 제조 공정시 습식 공정을 이용할 경우 습식 용액에 대한 선택비 활용을 전제로 하므로 스페이서 물질 선택이 제한적이다. 아울러, 포토레지스트와의 반응성이 없으므로 포토레지스트 패터닝 이후 미미한 포토레지스트 잔여물이 발생할 경우 해당 영역에 산화막이 남게되는 문제가 있으며, 액상 용액의 표면 장력(surface tension)으로 인하여 밀집한 패턴(dense pattern) 구현에 제약이 따르게 된다.According to the prior art, the method of manufacturing a salicide barrier layer of a semiconductor device is limited in the selection of spacer materials since the use of a wet process in a hard mask manufacturing process presupposes the use of a selectivity for a wet solution. In addition, since there is no reactivity with the photoresist, when a slight photoresist residue occurs after photoresist patterning, an oxide layer remains in a corresponding region, and a dense pattern is realized due to the surface tension of the liquid solution. Will be subject to constraints.
하지만, 하드 마스크 제조 공정시 건식 식각 공정을 이용할 경우 다른 막들에 비해 막 두께가 두꺼운 제 2실리콘 산화막의 식각 공정시 로딩 효과(loading effect) 영향을 배제할 수 없는 문제점을 갖게 되고, 약 1000Å 전후의 두께를 가지는 스페이서를 식각하는 과정에서도 패턴의 크기 모양에 대한 식각 진행도 차이로 인하여 최종 살리사이드 방지(NS) 영역의 패턴 크기, 모양에 대한 패턴의 크기, 모양에 대한 식각 진행도의 차이로 인하여 최종 살리사이드 방지(NS) 영역의 크기는 설계치 대비 오차를 나타내게 된다.However, when the dry etching process is used in the hard mask manufacturing process, the loading effect of the second silicon oxide film, which is thicker than other films, cannot be excluded. In the process of etching a spacer having a thickness, due to the difference in etching progress for the shape of the size of the pattern, the difference in the pattern size of the final salicide prevention (NS) region, the size of the pattern for the shape, and the difference in etching progress for the shape The size of the final salicide-preventive (NS) region represents an error relative to the design value.
따라서, 종래 기술에 의한 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 방법은, 정전기 방전(ESD) 퓨즈의 구현에는 적합한 방식이나, 패턴 크기의 비율이 정교하게 제어되어야 하는 아날로그 회로의 저항체에 적용하는 데에는 문제점이 있다.Therefore, the method of manufacturing a salicide barrier film of a semiconductor device according to the prior art is a suitable method for implementing an electrostatic discharge (ESD) fuse, but there is a problem in applying it to a resistor of an analog circuit in which the ratio of the pattern size must be precisely controlled. .
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 살리사이드 방지(NS) 영역의 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각 공정시 식각 두께 를 줄임으로써, 살리사이드 방지(NS) 영역의 패턴 정밀 제어가 가능하여 정전기 방전(ESD) 퓨즈 및 아날로그 회로의 저항체에 모두 적용할 수 있는 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to reduce the etching thickness during the dry etching process using the photoresist pattern of the salicide prevention (NS) region, in order to solve the problems of the prior art as described above, precise pattern of the salicide prevention (NS) region The present invention provides a method for manufacturing a salicide prevention film of a semiconductor device that can be controlled and applied to both an electrostatic discharge (ESD) fuse and an resistor of an analog circuit.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 게이트 전극 상부 일부에 살리사이드 방지를 위한 하드 마스크 패턴을 제조하는 방법에 있어서, 게이트 전극이 있는 반도체 기판에 제 1실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 제 2실리콘 산화막을 순차적으로 적층하는 단계와, 제 2실리콘 산화막을 건식 식각하여 게이트 전극 측벽의 실리콘 질화막에 제 2실리콘 산화막 스페이서를 형성하는 단계와, 실리콘 질화막에 게이트 전극 에지 일부를 오픈시키는 살리사이드 방지 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 포토레지스트 패턴에 의해 드러난 실리콘 질화막, 제 1실리콘 산화막을 건식 식각하여 게이트 전극 상부에 하드 마스크를 형성함과 아울러 게이트 전극 측벽에 스페이서를 형성하는 단계와, 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a hard mask pattern for preventing salicide on a portion of an upper portion of a gate electrode, the method comprising: forming a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film on a semiconductor substrate having a gate electrode; Sequentially stacking, dry etching the second silicon oxide film to form a second silicon oxide spacer on the silicon nitride film on the sidewall of the gate electrode, and defining a salicide prevention region for opening a portion of the gate electrode edge on the silicon nitride film. Forming a photoresist pattern, dry etching the silicon nitride film and the first silicon oxide film exposed by the photoresist pattern, forming a hard mask on the gate electrode, and forming a spacer on the sidewall of the gate electrode; Removing the pattern.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary 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.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 방법을 순차적으로 설명하기 위한 공정 순서도이다.3A to 3E are process flowcharts for sequentially explaining a method for manufacturing a salicide prevention film of a semiconductor device according to the present invention.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제 조 공정은 다음과 같이 진행된다.Referring to these drawings, the salicide prevention film production process of the semiconductor device according to the present invention proceeds as follows.
우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(100)으로서 실리콘 기판에 STI 공정을 진행하여 소자의 활성 영역 및 비활성 영역을 정의하는 소자 분리막(102)을 형성하고, 반도체 기판(100)내에 도전형 도펀트를 이온 주입하여 웰 공정을 진행한다.First, as shown in FIG. 3A, as the
반도체 기판(100)에 게이트 절연막(104)을 형성하고, 그 위에 게이트 도전막으로서, 도프트 폴리실리콘을 증착하고 이를 패터닝하여 게이트 전극(106)을 형성한다.A
도 3b에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(106)이 있는 기판 전면에 스페이서 절연 물질로서 제 1실리콘 산화막(108), 실리콘 질화막(110), 제 2실리콘 산화막(112)을 순차적으로 적층한다. 이때, 제 1실리콘 산화막(108)은 게이트 전극(106)과 실리콘 질화막(110)의 스트레스 버퍼 역할을 하고, 실리콘 질화막(110)은 식각 정지막 역할을 한다. 여기서, 제 1실리콘 산화막(108) 및 실리콘 질화막(110)은 각각 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 방식으로 180Å∼220Å 두께(본 실시예에서는 약 200Å)로 증착하는데, 제 1실리콘 산화막(108)은 650℃의 온도 조건에서 N2와 TEOS를 각각 300sccm과 200sccm씩 공급하면서 1torr의 압력을 유지한 상태로 증착하고, 실리콘 질화막(110)은 700℃의 온도 조건에서 NH3와 DCS를 각각 800sccm과 80sccm씩 공급하면서 450torr의 압력을 유지한 상태로 증착한다. 그리고 제 2실리콘 산화막(112)은 LPCVD 방식으로 TEOS를 720Å∼880Å 두께(본 실시예에서는 약 750Å)로 증착하는데, 650℃의 온도 조건에서 N2와 TEOS를 각각 300sccm과 200sccm씩 공급하면서 1torr의 압력을 유지한 상태로 증착한다.As shown in FIG. 3B, the first
도 3c에 도시된 바와 같이, RIE 등의 건식 식각 공정을 진행하여 실리콘 질화막(110) 표면을 식각 정지점(EPD : End Point Detection)으로 삼아 게이트 전극(106) 상부면의 실리콘 질화막(110)이 드러날 때까지 제 2실리콘 산화막(112)을 식각한다. 이로 인해 게이트 전극(106) 상부면에는 제 1실리콘 산화막(108) 및 실리콘 질화막(110)만 남아 있게 되고, 게이트 전극(106) 측면에는 제 1실리콘 산화막(108) 및 실리콘 질화막(110)과 더불어 제 2실리콘 산화막 스페이서(112a)가 남아 있게 된다. 예로서, 산화막과 질화막의 선택비를 이용하여 산화막을 900Å∼1000Å 두께까지 식각하면 제 2실리콘 산화막 스페이서(112a)가 형성된다.As shown in FIG. 3C, the
계속해서 상기 결과물 전면에 포토레지스트를 코팅하고 도 1과 같은 살리사이드 방지(NS) 영역을 정의하는 마스크(a)를 이용한 노광 및 현상 공정을 진행하여 게이트 전극(106) 상부의 실리콘 질화막(110)에 게이트 전극(106) 에지 일부를 오픈시키는 포토레지스트 패턴(114)을 형성한다.Subsequently, a photoresist is coated on the entire surface of the resultant, and an exposure and development process using a mask (a) defining a salicide prevention (NS) region as shown in FIG. 1 is performed to form the
도 3d에 도시된 바와 같이, 살리사이드 방지(NS) 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴에 의해 드러난 실리콘 질화막(110) 및 제 1실리콘 산화막(108)을 RIE 등의 건식 식각 공정으로 식각한다. 이에 따라, 게이트 전극(106) 상부에 게이트 전극 에지 일부를 오픈시키는 살리사이드 방지를 위한 제 1실리콘 산화막(108a), 실리콘 질화막(110a)으로 이루어진 살리사이드 방지용 하드 마스크(116)가 형성된다. 그리고 게이트 전극(106) 측벽에 제 1실리콘 산화막(108b), 실리콘 질화막(110b), 제 2실리콘 산화막(112b)이 적층된 스페이서(118)가 형성된다.As shown in FIG. 3D, the
이후 에슁 등의 공정으로 포토레지스트 패턴을 제거한다.Thereafter, the photoresist pattern is removed by a process such as etching.
이어서 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 결과물 전면에 n형 또는 p형 도펀트 이온을 고농도로 이온 주입하여 게이트 전극(106) 및 스페이서(118)에 의해 드러난 기판(100)내에 소오스/드레인 접합(120)을 형성한다. 이때, 소오스/드레인 접합(120)은 LDD 구조로 형성할 수 있다.3E, a source / drain junction 120 is formed in the
그 다음 상기 결과물 전면에 실리사이드용 금속으로서, 티타늄(Ti)을 증착하고 어닐링 공정을 실시하여 살리사이드 방지용 하드 마스크(116)에 의해 드러난 게이트 전극(106) 에지 상부와 소오스/드레인 접합(120) 표면에 각각 실리사이드 금속(예를 들어, 티타늄 실리사이드막(TiSi))(122)을 형성한다. 그리고 실리사이드화되지 않은 실리사이드용 금속을 제거함으로써 살리사이드 공정을 완료한다.Then, as a silicide metal on the entire surface of the resultant, titanium (Ti) is deposited and an annealing process is performed to the top of the edge of the
그러므로, 본 발명에 따른 반도체 소자의 살리사이드 방지막 제조 방법은, 다른 막들에 비해 막 두께가 두꺼운 제 2실리콘 산화막을 우선 건식 식각하고나서 살리사이드 방지(NS) 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각 공정을 진행하여 전체 막 두께가 약 400Å인 실리콘 질화막 및 제 1실리콘 산화막을 식각하여 하드 마스크 및 스페이서를 제조한다.Therefore, in the method for manufacturing a salicide barrier layer of the semiconductor device according to the present invention, a dry silicon is first formed by dry etching a second silicon oxide layer having a larger thickness than other layers, and then using a photoresist pattern defining a salicide barrier (NS) region. The etching process is performed to etch a silicon nitride film and a first silicon oxide film having a total film thickness of about 400 microseconds to manufacture a hard mask and a spacer.
따라서, 본 발명은 하드 마스크 및 스페이서를 위한 건식 식각 공정시 식각 타겟 두께가 약 400Å이므로 게이트 전극 상부 및 측벽에 형성되는 패턴 형상에 따른 로딩 효과를 최소화하여 살리사이드 방지(NS) 영역인 하드 마스크 패턴의 크기 를 설계치에 근접하게 구현할 수 있다.Therefore, in the dry etching process for the hard mask and the spacer, since the etching target thickness is about 400 μs, the hard mask pattern which is a salicide prevention (NS) region is minimized by minimizing the loading effect according to the pattern shape formed on the top and sidewalls of the gate electrode. The size of can be implemented close to the design value.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 게이트 전극이 있는 기판 전면에 제 1실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 제 2실리콘 산화막을 형성하고 제 2실리콘 산화막을 건식 식각하고나서 살리사이드 방지(NS) 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴에 의해 드러난 실리콘 질화막 및 제 1실리콘 산화막을 건식 식각하여 게이트 전극 상부 일부에 하드 마스크와 게이트 전극 측벽에 스페이서를 형성한다.As described above, the present invention forms a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film on the entire surface of a substrate having a gate electrode, and dry-etches the second silicon oxide film to define a salicide prevention (NS) region. The silicon nitride film and the first silicon oxide film exposed by the resist pattern are dry-etched to form a spacer on the hard mask and the gate electrode sidewalls on the upper portion of the gate electrode.
그러므로, 본 발명은 살리사이드 방지(NS) 영역의 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각 공정시 식각 두께가 종래보다 줄어들게 되어 실리사이드 방지(NS) 영역의 하드 마스크 패턴 정밀 제어가 가능하게 된다. 이로 인해 게이트 전극 에지에 형성되는 실리사이드의 저항체 면적 오차가 최소화되어 저항체 크기의 조절에 의한 전류 분배를 정교하게 제어할 수 있어 정전기 방전(ESD) 퓨즈 및 아날로그 회로의 저항체에 모두 적용할 수 있는 효과가 있다.Therefore, in the dry etching process using the photoresist pattern of the salicide prevention (NS) region, the etching thickness is reduced compared to the conventional method, thereby enabling precise control of the hard mask pattern of the silicide prevention (NS) region. This minimizes the resistance area error of the silicide formed at the edge of the gate electrode, allowing precise control of the current distribution by adjusting the size of the resistor, which can be applied to both an ESD discharge and an analog circuit resistor. have.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014004797A1 (en) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | Texas Instruments Incorporated | Silicided integrated circuit with data retaining floating-gate capacitor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990081304A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-15 | 윤종용 | Semiconductor device manufacturing method |
KR20010065149A (en) * | 1999-12-29 | 2001-07-11 | 박종섭 | Method of manufacturing a transistor in a semiconductor device |
KR20020085978A (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-18 | 삼성전자 주식회사 | Method of forming silicidation blocking layer |
KR20050050210A (en) * | 2003-11-25 | 2005-05-31 | 동부아남반도체 주식회사 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
KR20050070557A (en) * | 2003-12-30 | 2005-07-07 | 삼성전자주식회사 | Method of forming semiconductor device |
-
2006
- 2006-07-28 KR KR1020060071156A patent/KR100772262B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990081304A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-15 | 윤종용 | Semiconductor device manufacturing method |
KR20010065149A (en) * | 1999-12-29 | 2001-07-11 | 박종섭 | Method of manufacturing a transistor in a semiconductor device |
KR20020085978A (en) * | 2001-05-10 | 2002-11-18 | 삼성전자 주식회사 | Method of forming silicidation blocking layer |
KR20050050210A (en) * | 2003-11-25 | 2005-05-31 | 동부아남반도체 주식회사 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
KR20050070557A (en) * | 2003-12-30 | 2005-07-07 | 삼성전자주식회사 | Method of forming semiconductor device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014004797A1 (en) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | Texas Instruments Incorporated | Silicided integrated circuit with data retaining floating-gate capacitor |
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