KR100800252B1 - 씨모스 공정을 이용한 다이오드 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 씨모스 공정을 이용한 다이오드 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 다이오드 소자의 제조 방법은 제 1 도전형 반도체 기판에 제 2 도전형의 웰을 형성한다. 제 2 도전형 웰에 다이오드 소자의 애노드 및 캐소드 영역을 정의하기 위한 제 1 도전형 및 제 2 도전형 웰을 형성하고, 제 1 도전형 웰에 제 2 도전형 드리프트 영역을 형성한다. 애노드, 캐소드 영역을 소자 분리하기 위한 필드 산화막을 형성하고, 제 1 도전형 웰 내에 고농도 제 1 도전형 불순물을 이온을 주입하여 고농도의 제 1 도전형 불순물 영역들을 형성하고, 그리고 드리프트 영역과 제 2 도전형 웰 내에 고농도 제 2 도전형 불순물을 이온 주입하여 고농도의 제 2 도전형 불순물 영역들을 형성한다. 그리고 제 1 및 제 2 도전형 불순물 영역들을 다이오드의 애노드 및 캐소드 전극을 위한 금속 배선을 형성한다. 따라서 본 발명에 의하면, CMOS 공정을 이용하여 다이오드 소자를 제조함으로써, 일반적인 다이오드 소자의 접합에서 고질적인 전류 누설 문제를 해결할 수 있으며, 고전압용 다이오드의 응용 분야에 사용이 가능하다.
반도체 소자, CMOS 공정, 다이오드, 고전압, 저누설
Description
도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 CMOS 공정을 이용한 다이오드 소자의 제조 수순을 나타내는 단면도들; 그리고
도 2는 도 1에 의하여 형성된 다이오드 소자의 구성을 나타내는 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10 : 반도체 기판 12 : N 형 웰
14a : N 형 웰 14b : P 형 웰
16 : 필드 산화막 18a : N 형 불순물 영역
18b : P 형 불순물 영역 20 : 드리프트 영역
22 : 금속 배선
본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 CMOS 공정을 이용한 고전압 저누설 다이오드 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 소자의 집적도를 증가시키고 제조 비용을 절감하기 위해서, 단 일 칩 내에 메모리 셀들과 CMOS 회로를 함께 제조하는 반도체 소자의 제조 기술이 증가하고 있는 실정이다. 따라서 메모리 셀 및 CMOS 회로 칩에 대한 각 공정을 공통화함으로써, 공정 절차의 간소화 및 제조 비용을 감소시킨다.
일반적으로 PN 접합 다이오드보다는 금속-반도체 접합 다이오드가 더 우수한 고속 스위칭 특성(high speed switching characteristics)을 갖는다. 이는 순방향 전압의 인가시 PN 접합과는 달리 소수 캐리어 주입(minority carrier injection)이 발생하지 않아 RC 지연(delay)이 생기지 않기 때문이다.
또한 금속-반도체 접합 다이오드는 반도체로서 실리콘을 사용하는 것이 대부분이다. 그러나, 금속-실리콘 접합 다이오드는 역방향 바이어스(reverse bias) 인가 시에 많은 누설 전류(leakage current)가 흐르기 때문에 항복 전압이 낮다. 따라서, 높은 항복 전압이 요구되어지는 고전압용 다이오드로 사용하기에는 부적절하다. 이를 보완하기 위하여 실리콘 대신에 SiC를 반도체로 사용한 금속-SiC 접합 다이오드가 많이 사용되고 있으나, 금속-SiC 접합 다이오드는 고가이어서 문제이다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, CMOS 공정을 이용하여 고전압 및 저누설용 다이오드 소자의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 다이오드 소자의 제조 방법은 제 1 도전형 반도체 기판에 제 2 도전형의 웰을 형성하는 단계와, 상 기 제 2 도전형 웰에 상기 다이오드 소자의 애노드 및 캐소드 영역을 정의하기 위한 제 1 도전형 및 제 2 도전형 웰을 형성하는 단계와, 상기 제 1 도전형 웰에 제 2 도전형 드리프트 영역을 형성하는 단계와, 상기 애노드, 캐소드 영역을 소자 분리하기 위한 필드 산화막을 형성하는 단계와, 상기 제 1 도전형 웰 내에 고농도 제 1 도전형 불순물을 이온을 주입하여 고농도의 제 1 도전형 불순물 영역들을 형성하고, 상기 드리프트 영역과 상기 제 2 도전형 웰 내에 고농도 제 2 도전형 불순물을 이온 주입하여 고농도의 제 2 도전형 불순물 영역들을 형성하는 단계 및 상기 제 1 및 제 2 도전형 불순물 영역들을 상기 다이오드의 애노드 및 캐소드 전극을 위한 금속 배선을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서 상기 금속 배선을 형성하는 단계는 상기 드리프트 영역의 상기 제 2 도전형 불순물 영역은 상기 캐소드 전극으로 형성하고, 상기 제 1 도전형 웰의 상기 제 1 도전형 불순물 영역과, 상기 제 2 도전형 웰의 상기 제 2 도전형 불순물 영역들은 상기 애노드 전극으로 형성되도록 상기 금속 배선을 연결시키는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, CMOS 공정을 이용하여 다이오드 소자를 제조함으로써, 일반적인 다이오드 소자의 접합에서 고질적인 전류 누설 문제를 해결할 수 있으며, 고전압용 다이오드의 응용 분야에 사용이 가능하다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 CMOS 공정을 이용한 다이오드 소자의 제조 수순을 나타내는 단면도들이고, 도 2는 도 1에 의하여 형성된 다이오드 소자의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명에 의한 CMOS 공정을 이용한 다이오드 소자의 제조 방법은 P 형 반도체 기판(10) 표면 내의 특정 영역에 로우 리키지 다이오드(LLD : Low Leakage Diode)의 소자 분리를 위하여 이온 주입 공정, 드라이브 인 공정 등을 이용하여 선택적으로 N 형 불순물(12)을 주입한다. 이러한 구조는 누설 전류를 감소시키게 된다.
이어서 도 1b에 도시된 바와 같이, CMOS 공정을 실시한다. 즉, N 형 불순물이 주입된 영역(12) 내부에 이온 주입 공정, 드라이브 인 확산 등을 통해 P 형 웰(14b)과 N 형 웰(14a)을 형성한다.
도 1c를 참조하면, 상기 P 형 웰(14b) 영역 내에 N 형 드리프트 영역(16)을 형성한다.
그리고 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 기판(10) 상의 격리 영역에 일반적인 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon) 공정에 의해 필드 산화막(18)을 형성한다.
이어서 상기 N 형 드리프트 영역(16)과 상기 N 형 웰(14a)에 고농도 N 형 불순물(20a)을 이온 주입하고, 상기 P 형 웰(14b)에 고농도 P 형 불순물(20b) 이온을 주입한다. 여기서 CMOS 공정에서 소오스, 드레인 공정 만을 실시하고, 게이트 공정은 실시하지 않는다. 즉, 상기 P 형 웰(14b) 표면 내에 고농도 P 형 불순물 영역(20b)의 형성과, 상기 N 형 웰 (14a)표면 내에 고농도 N 형 불순물 영역(20a)의 형성으로 애노드 영역을 형성하고, 상기 N 형 드리프트 영역(16)에 고농도 N 형 불 순물 영역(20a)의 형성으로 캐소드 영역을 형성한다.
따라서 도 2에 도시된 바와 같이, 애노드 영역과 캐소드 영역에 금속 배선(22)을 형성한다. 이 때, 상기 드리프트 영역(16)의 상기 N 형 불순물 영역(20a)은 상기 다이오드의 캐소드 전극으로 형성되며, 상기 P 형 웰(14b)의 상기 P 형 불순물 영역(20b)과, 상기 N 형 웰(14b)의 상기 N 형 불순물 영역(20a)들은 상기 다이오드의 애노드 전극으로 형성되도록 금속 배선(22)을 연결한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, CMOS 공정을 이용하여 다이오드 소자를 제조함으로써, 일반적인 다이오드 소자의 접합에서 고질적인 전류 누설 문제를 해결할 수 있으며, 고전압용 다이오드의 응용 분야에 사용이 가능하다.
뿐만 아니라, 다이오드 소자 제조시, CMOS 공정을 이용함으로써 제조 공전의 절차가 간소화되며, 이로 인하여 제조 단가가 절감될 수 있다.
Claims (2)
- 다이오드 소자의 제조 방법에 있어서:제 1 도전형 반도체 기판에 제 2 도전형의 웰을 형성하는 단계와;상기 제 2 도전형 웰에 상기 다이오드 소자의 애노드 및 캐소드 영역을 정의하기 위한 제 1 도전형 및 제 2 도전형 웰을 형성하는 단계와;상기 제 1 도전형 웰에 제 2 도전형 드리프트 영역을 형성하는 단계와;상기 애노드, 캐소드 영역을 소자 분리하기 위한 필드 산화막을 형성하는 단계와;상기 제 1 도전형 웰 내에 고농도 제 1 도전형 불순물을 이온을 주입하여 고농도의 제 1 도전형 불순물 영역들을 형성하고, 상기 드리프트 영역과 상기 제 2 도전형 웰 내에 고농도 제 2 도전형 불순물을 이온 주입하여 고농도의 제 2 도전형 불순물 영역들을 형성하는 단계 및;상기 제 1 및 제 2 도전형 불순물 영역들을 상기 다이오드의 애노드 및 캐소드 전극을 위한 금속 배선을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이오드 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 배선을 형성하는 단계는;상기 드리프트 영역의 상기 제 2 도전형 불순물 영역은 상기 캐소드 전극으 로 형성하고,상기 제 1 도전형 웰의 상기 제 1 도전형 불순물 영역과, 상기 제 2 도전형 웰의 상기 제 2 도전형 불순물 영역들은 상기 애노드 전극으로 형성되도록 상기 금속 배선을 연결시키는 것을 특징으로 하는 다이오드 소자의 제조 방법.
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2002
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