KR100839752B1 - Manufacture method of semiconductor device structure using self-aligned epitaxial layers - Google Patents

Manufacture method of semiconductor device structure using self-aligned epitaxial layers Download PDF

Info

Publication number
KR100839752B1
KR100839752B1 KR1020060092657A KR20060092657A KR100839752B1 KR 100839752 B1 KR100839752 B1 KR 100839752B1 KR 1020060092657 A KR1020060092657 A KR 1020060092657A KR 20060092657 A KR20060092657 A KR 20060092657A KR 100839752 B1 KR100839752 B1 KR 100839752B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
channel
layer
self
template
semiconductor device
Prior art date
Application number
KR1020060092657A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080027523A (en
Inventor
심규환
김재연
양전욱
Original Assignee
전북대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전북대학교산학협력단 filed Critical 전북대학교산학협력단
Priority to KR1020060092657A priority Critical patent/KR100839752B1/en
Publication of KR20080027523A publication Critical patent/KR20080027523A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100839752B1 publication Critical patent/KR100839752B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66787Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a gate at the side of the channel
    • H01L29/66795Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a gate at the side of the channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/8238Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS
    • H01L21/823821Complementary field-effect transistors, e.g. CMOS with a particular manufacturing method of transistors with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0924Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors including transistors with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/785Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate having a channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 반도체 기판 위에 템플레이트 에피층을 성장시키는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후 템플레이트를 성장시키는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계 후 자기정렬된 에피층을 증착시키는 제 3 단계와; 상기 제 3 단계 후 CMP된 표면을 형성하는 제 4 단계와; 상기 제 4 단계 후 상기 템플레이트를 제거하고, 산화막을 성장시키는 제 5 단계와; 상기 제 5 단계 후 게이트 박막을 증착시키는 제 6 단계와; 상기 제 6 단계 후 게이트 패턴을 형성하고, 절연막으로 패시베이션하는 제 7 단계;를 포함하여 구성함으로서, 극 미소화로 인하여 제작이 매우 어려운 45nm급 이하로 기술이 진보하는 반도체 소자의 채널을 자기정렬형 에피성장으로 형성할 수 있게 되는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel and a method of manufacturing the same, comprising: a first step of growing a template epitaxial layer on a semiconductor substrate; A second step of growing a template after the first step; A third step of depositing a self-aligned epi layer after the second step; A fourth step of forming a CMP surface after the third step; Removing the template after the fourth step and growing an oxide film; A sixth step of depositing a gate thin film after the fifth step; Forming a gate pattern after the sixth step and passivating the insulating layer; and including a self-aligned epitaxial channel of a semiconductor device having a technology of 45 nm or less, which is very difficult to fabricate due to extremely miniaturization. It can be formed by growth.

자기정렬 에피성장층, 반도체 소자구조, MOS, CMOS, SOI-CMOS Self-aligned epitaxial growth layer, semiconductor device structure, MOS, CMOS, SOI-CMOS

Description

자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법{ Manufacture method of semiconductor device structure using self-aligned epitaxial layers }Manufacture method of semiconductor device structure using self-aligned epitaxial layers}

도 1은 종래 MOS 소자를 개략적으로 도시한 단면도다.1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional MOS device.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법을 보인 것으로, MOS 소자의 제조방법을 보인 것이다.2 illustrates a method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel according to an embodiment of the present invention, and shows a method of manufacturing a MOS device.

도 3a 내지 도 3g는 도 2에 의한 제조단계를 보인 단면도이다.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a manufacturing step according to FIG. 2.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법을 보인 것으로, CMOS 소자의 제조방법을 보인 것이다.4 shows a method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel according to another embodiment of the present invention, and shows a method of manufacturing a CMOS device.

도 5a 내지 도 5k는 도 4에 의한 제조단계를 보인 단면도이다.5A through 5K are cross-sectional views illustrating a manufacturing step of FIG. 4.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법을 보인 것으로, SOI-CMOS 소자의 제조방법을 보인 것이다.6 shows a method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel according to another embodiment of the present invention, and shows a method of manufacturing a SOI-CMOS device.

도 7a 내지 도 7c는 도 6에 의한 제조단계를 보인 단면도이다.7A to 7C are cross-sectional views illustrating a manufacturing step according to FIG. 6.

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

111: 반도체 기판, 112: well, 113: 게이트 산화막, 114: 게이트, 115: 측벽, 116: 소스-드레인, 117: 금속접합, 118: 절연막, 121: 반도체기판, 122: well, 123: 게이트 산화막, 124: 게이트, 125: 측벽, 126: Elevated 소스-드레인, 127: 금속접합, 128: 절연막, 131: 반도체 기판, 132: 산화막, 133: 채널, 134: 게이트산화막, 135: 게이트, 136: 절연막111 semiconductor substrate, 112 well, 113 gate oxide film, 114 gate, 115 sidewall, 116 source-drain, 117 metal junction, 118 insulating film, 121 semiconductor substrate, 122 well, 123 gate oxide film 124: gate, 125 sidewall, 126: elevated source-drain, 127: metal junction, 128: insulating film, 131: semiconductor substrate, 132: oxide film, 133: channel, 134: gate oxide film, 135: gate, 136: insulating film

201: 반도체 기판, 202: 템플레이트 에피층, 203: 템플레이트 , 204: 자기정렬된 에피층, 205: CMP된 표면, 206: 산화막, 207: 게이트 박막, 208: 게이트 패턴, 209 : 절연막201: semiconductor substrate, 202: template epi layer, 203: template, 204: self-aligned epi layer, 205: CMP surface, 206: oxide film, 207: gate thin film, 208: gate pattern, 209: insulating film

301: 반도체 기판, 203: 템플레이트 에피층, 303: 템플레이트, 304: 희생 산화막, 305: P-well, 306: N-well, 307: 자기정렬된 에피층, 308: P-well 외부확산, 309: N-well 외부확산, 310: CMP 표면, 311: 희생 산화막, 312: PMOS Body 접합용 이온주입, 313: NMOS Body 접합용 이온주입, 314: 게이트 산화막, 315: 게이트 박막, 316: PMOS 게이트, 317: NMOS 게이트, 318: PMOS Body 접합, 319: NMOS Body 접합, 320: 절연막301: semiconductor substrate, 203: template epi layer, 303: template, 304: sacrificial oxide film, 305: P-well, 306: N-well, 307: self-aligned epi layer, 308: P-well external diffusion, 309: N-well diffusion, 310: CMP surface, 311: sacrificial oxide film, 312: ion implantation for PMOS body junction, 313: ion implantation for NMOS body junction, 314: gate oxide film, 315: gate thin film, 316: PMOS gate, 317 NMOS gate, 318: PMOS body junction, 319: NMOS body junction, 320: insulating film

401: 반도체 기판, 402: 산화막, 403: SOI, 404: 채널, 405: 게이트 산화막, 406: PMOS well, 407: NMOS well, 408: PMOS 게이트, 409: NMOS 게이트, 410: PMOS Body, 411: NMOS Body, 412: 소자격리 산화막401: semiconductor substrate, 402: oxide film, 403: SOI, 404: channel, 405: gate oxide film, 406: PMOS well, 407: NMOS well, 408: PMOS gate, 409: NMOS gate, 410: PMOS body, 411: NMOS Body, 412: device isolation oxide film

본 발명은 반도체 소자구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 극 미소화로 인하여 제작이 매우 어려운 45nm급 이하로 기술이 진보하는 반도체 소자의 채널을 자기정렬형 에피성장으로 형성하기에 적당하도록 한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device structure and a method for fabricating the same, and in particular, a self-alignment structure suitable for forming a channel of a semiconductor device whose technology is advanced to 45 nm or less, which is very difficult to manufacture due to extremely miniaturization. A semiconductor device structure using an epitaxial growth layer as a channel, and a method of manufacturing the same.

근래에 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 기술은 최소 선폭이 70 nm이하로 감소하였으며, 기억용량이 수 Gbit 이상으로 발표되고 있다. 이러한 기술개발 노력은 지속적으로 진행될 것이며, 향후 2013년도 즈음에는 35 nm의 최소 선폭과 1010 cm-2의 집적도가 구현될 것으로 예상된다. 그럼에도 불구하고, 아직은 여러 측면에서 실리콘 반도체에서 집적화의 부가가치가 한계에 도달하여, 무어의 법칙에 따라 ~10nm급이 되는 2013년 부근을 기점으로 해서도 계속적인 발전을 이룰 것인가에 대한 우려도 많이 제기되고 있다. 한편으로는 종래의 MOS(Metal-Oxide Semiconductor) 소자가 성능의 한계로 여겨진 고속의 RF(Radio Frequency)와 마이크로 통신용으로 점차 응용이 확대되고 있으며, 다양한 IT(Information Technology, 정보 기술) 통신기술의 발전과 BT(Biology Technology, 생명 공학 기술), NT(Nano Technology, 초정밀 원자 기술)의 융복합화에 따라 System-on-Chip(SoC)과 같이 폭 넓은 응용분야로 확대를 펼치고 있다. 또한 이러한 목적을 이루기 위해 반도체 소자의 구조와 제조공정이 이제와는 다르게 3차원으로 또는 신물 질로 대체하려는 시도가 진행되고 있다. [K.H. Shim, S.H. Kim, Y.J. Song, N.E. Lee, S.W. Lim, J.Y. Kang, Development of SiGe heterostructure epitaxial growth and device fabrication technology using RPCVD, JKIEEME 18, 285, 2005]In recent years, Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS) technology has reduced the minimum line width to less than 70 nm and has been announced to store more than a few Gbits of memory. These technological development efforts will continue, and by 2013, a minimum line width of 35 nm and an integration density of 10 10 cm -2 are expected. Nevertheless, there are many concerns about whether the value-added integration of silicon semiconductors will reach its limit and continue to develop in 2013, which is ~ 10nm level according to Moore's law. It is becoming. On the other hand, applications of MOS (Metal-Oxide Semiconductor) devices are increasingly being used for high-speed RF (Radio Frequency) and micro-communication, which are considered to be the limit of performance, and the development of various information technology (IT) communication technologies And the convergence of BT (Biology Technology) and NT (Nano Technology) are expanding to a wide range of applications such as System-on-Chip (SoC). In addition, to achieve this purpose, attempts have been made to replace the structure and manufacturing process of semiconductor devices in three dimensions or with new materials. [KH Shim, SH Kim, YJ Song, NE Lee, SW Lim, JY Kang, Development of SiGe heterostructure epitaxial growth and device fabrication technology using RPCVD, JKIEEME 18, 285, 2005]

최근 CMOS의 기능을 향상시켜 다양한 전자 기기에 응용할 SoC를 구현하고자 하는 노력이 다각도로 진행되고 있는데, 예를 들어 SiGe HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)나 HMOS(Heterostructure MOS)가 부가된 BiCMOS(Bipolar Complementary Metal-Oxide Semiconductor, 양극성 CMOS)의 실용화가 시도되고 있다. 최근에는 RF 기능 소자나 광기능 소자가 집적화되어 시스템 온 칩(system-on-chip)을 이루게 되어 시스템의 가격과 성능을 높이게 되는데 대한 기대가 높다. 그리고 고집적화와 고속화에 따라 광전자 소자를 실리콘 집적 회로와 부착하여 실리콘 광전 집적 회로를 구현하여 칩 간 또는 칩 내에서의 통신(Intra- and Inter-chip Communication)을 이루고자 시도되고 있다. 이와 관련하여 당면한 문제점들로는 저 전력동작에 의한 전력 관리, 반도체 소자 제작비의 절감 등이 제시되고 있으며, 파격적인 3차원 신소자의 개발에도 노력을 기울이고 있다.Recently, various efforts have been made to improve the function of CMOS to implement an SoC for various electronic devices. For example, a Bipolar Complementary Metal- BiCMOS (SiCe Heterojunction Bipolar Transistor) or HMOS (Heterostructure MOS) is added. Oxide Semiconductor, bipolar CMOS) has been tried. Recently, RF functional devices or optical functional devices are integrated to form a system-on-chip, which is expected to increase the price and performance of the system. In order to achieve high integration and high speed, an optoelectronic device is attached to a silicon integrated circuit to implement a silicon optoelectronic integrated circuit to achieve intra- and inter-chip communication. Problems related to this are power management by low power operation, reduction of semiconductor device manufacturing cost, etc., and efforts to develop an unprecedented three-dimensional new device.

한편, 최소 선폭이 45nm 이하인 소자구조가 개발되기 시작하고, 이에 따른 공정 기술의 개발과 더불어 양자 효과, 불확실한 전류 흐름과 같은 물리적 신영역과 과다한 전력 소모, 설계의 복잡성, 터널링(tunneling)과 같은 기술적 어려움을 극복하려는 연구가 시도되고 있다. 즉, 나노-스케일(nano-scale)의 게이트(gate)를 갖는 소자가 당면할 여러 종류의 기술적 문제점을 해결하기 위한 연구개발이 주로 시도되고 있다. 이러한 기술의 진보를 이룰 기대가 되는 주요 후보로서 SOI(Silicon On Insulator) 소자를 들 수 있고, 이종 접합 소자에 의한 새로운 양자 물리가 적용되는 소자 구조(architecture)의 변화를 들 수 있다. 이상과 같이 2차원 채널의 채용이 한계에 다다름에 따라 3차원 구조의 채널을 소자에 채용하는 방향으로 시도가 이루어지고 있다.On the other hand, device structures with a minimum line width of 45 nm or less begin to be developed, and along with the development of process technology, technologies such as quantum effects, physical new areas such as uncertain current flow, excessive power consumption, design complexity, and tunneling Research has been attempted to overcome difficulties. That is, research and development are mainly attempted to solve various kinds of technical problems that devices having nano-scale gates will face. The main candidates expected to achieve such advances include a silicon on insulator (SOI) device, and a change in device architecture to which new quantum physics is applied by heterojunction devices. As mentioned above, as the adoption of a two-dimensional channel reaches its limit, an attempt has been made to employ a three-dimensional channel in a device.

또한 고전 물리와 통계에 의한 소자구조나 공정 그리고 회로구동의 제어가 매우 곤란한 스케일에 도달됨에 따라, 종래의 기술로는 재현성과 균일성을 제어하기 어려워지고 있다. 이를 극복하기 위한 차세대 반도체 기술의 향방에 관심이 쏠리고 있다. 이러한 차세대 반도체 소자로 주목되고 있는 반도체 소자 형태 중의 하나로 HEMT로 알려지기도 한 MODFET(MOdulation Doped Field Effect Transistor)를 예로 들 수 있다. 이러한 MODFET 소자에 IV족 반도체는 물론 III-V 화합물반도체의 이종접합층을 채용하는 시도가 이루어지고 있다.[K.H. Shim, et al., Solid-State Technology, Mar. 51-56, 2004] 이와 마찬가지로 3차원 구조인 Fin-MOS에 대한 기술개발이 활발하여 30nm 대 이하에서 채널의 극미세화에 있어서 대략 2배 정도의 공정상 여유를 이용할 수 있다는 점과 subthreshold 누설전류가 매우 효과적으로 차단된다는 점이 큰 장점이다. 즉, 3차원의 이종접합 구조, 그리고 응력을 제어하는 고속화 효과를 부가한 구조 등이 신소자를 창출하는데 핵심기술로 부상할 것이다.In addition, as control of device structures, processes, and circuit driving by classical physics and statistics has reached a very difficult scale, it has become difficult to control reproducibility and uniformity with conventional techniques. In order to overcome this problem, attention is focused on the direction of next-generation semiconductor technology. One of the types of semiconductor devices that are attracting attention as such next-generation semiconductor devices is MODFET (MOdulation Doped Field Effect Transistor), also known as HEMT. Attempts have been made to employ heterojunction layers of III-V compound semiconductors as well as group IV semiconductors in such MODFET devices. [K.H. Shim, et al., Solid-State Technology, Mar. 51-56, 2004] Similarly, the technology development for the three-dimensional Fin-MOS has been actively developed, and it is possible to use about twice as much process margin in minimizing the channel at 30 nm or less, and the subthreshold leakage current The great advantage is that they are blocked very effectively. In other words, the three-dimensional heterojunction structure, and the structure that adds the speed-control effect to control the stress will emerge as a key technology in creating new devices.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 Si MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) 소자의 개략도로서 일반적인 MOSFET(도 1a), elevated-SiGe을 이용한 strained-MOSFET(도 1b), SOI를 이용한 FinMOSFET(도 1c)를 보여준다.1A to 1C are schematic diagrams of a conventional metal-oxide semiconductor field-effect transistor (Si MOSFET) device, a typical MOSFET (FIG. 1A), a strained-MOSFET using elevated-SiGe (FIG. 1B), and a FinMOSFET using SOI (FIG. 1A). Shows 1c).

도 1a는 이제까지 가장 많이 사용되는 conventional MOSFET 소자의 단면도이다. 반도체 기판(111)에 well(112)을 형성하고, 게이트 산화막(113)과 게이트(114)를 제작한다. 소자로는 10nm 대까지 발표되어 있으나 65nm 급 이하에서는 subthreshold 전류와 임계전압의 편차에 의해 그 한계를 보이고 있다. 따라서 이러한 종래 주고의 소자의 경우 45nm 이하에서는 소자의 구조와 소재가 변경되어야 할 것이라는 예측이 제기되고 있다.1A is a cross-sectional view of a conventional MOSFET device which is the most used ever. The well 112 is formed on the semiconductor substrate 111, and the gate oxide film 113 and the gate 114 are fabricated. The device is announced in the 10nm range, but below 65nm, the limit is shown by the variation of the subthreshold current and the threshold voltage. Therefore, in the case of such a conventional high-end device, a prediction has been made that the structure and material of the device should be changed below 45 nm.

이와 같이 종래의 MOSFET들은 제작이 간단한 대신에 고전압 또는 고주파로 작동시키는 경우에 상기의 문제점이 심각하게 소자의 안정적 동작에 저해요소로 작용하게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위한 시도로 완전히 디플리션(fully depletion)된 SOI구조의 MOSFET를 제작하는 방안이 제시되고 있다.As described above, in the case of conventional MOSFETs, the problem is seriously hindered in the stable operation of the device when operating at high voltage or high frequency instead of simple manufacturing. In an attempt to overcome this problem, a method of fabricating a fully depleted SOI MOSFET is proposed.

그러나 SOI 구조의 MOSFET와 같은 반도체 소자를 제조하는 데는 매우 고가의 특별한 SOI 공정으로 제작된 실리콘 기판을 사용해야 하는 비경제적인 문제점이 발생한다. 또한, SOI 실리콘 기판의 균일성과 성능에 따라 반도체 소자의 수율이 크게 저하되는 한계가 있다. 그리고 SOI 구조의 소자는 실리콘-산화막 계면에 불완전 결합이나 트랩센터가 다량 존재하여 1/f 잡음원으로 작용하는 문제가 있다.However, the fabrication of semiconductor devices, such as MOSFETs with SOI structures, presents an uneconomical problem of using silicon substrates fabricated at very expensive special SOI processes. In addition, there is a limit that the yield of the semiconductor device is greatly reduced depending on the uniformity and performance of the SOI silicon substrate. In addition, the SOI structure has a problem of acting as a 1 / f noise source because a large amount of incomplete bonds or trap centers exist at the silicon-oxide interface.

도 1b는 strained 채널을 이용하는 반도체 소자의 예이다. 기본적으로 도 1a의 MOSFET과 동일하지만, 소스와 드레인(116)에 SiGe와 같이 격자상수가 큰 에피층을 성장하여 채널에 압축응력을 인가함으로써 PMOS(P-Channel Metal-Oxide Semiconductor, P형 금속 산화막 반도체)의 경우 게이트 산화막(123) 아래에 채널에서 정공의 이동도를 높이고, subthreshold 전류를 감소시킨다. 그리고 소스-드레 인의 에피층이 elevated 구조로 성장되어 접촉저항과 면저항을 감소시켜 소자의 전도특성을 높인다. 또한 이와 마찬가지로 NMOS(N-Channel Metal-Oxide Semiconductor, N형 금속 산화막 반도체)에는 SiN 박막을 소자의 상부에 증착하여 채널이 인장응력을 받도록 하여, 전자의 이동속도를 높인다. 이러한 소자구조는 45nm대까지 유용하게 적용될 것으로 예상되지만, 그 후에는 short channel effect의 근본적인 문제를 해결하지 못하여 thin body SOI나 FinMOS의 소자구조로 변화해야 할 것이라는 예측이다.1B is an example of a semiconductor device using strained channels. It is basically the same as MOSFET of FIG. 1A, but PMOS (P-Channel Metal-Oxide Semiconductor, P-type metal oxide film) is applied to the source and drain 116 by growing an epitaxial layer having a large lattice constant, such as SiGe, and applying a compressive stress to the channel. Semiconductor) increases the mobility of holes in the channel under the gate oxide film 123 and decreases the subthreshold current. In addition, the epi-layer of the source-drain is grown in an elevated structure to decrease the contact resistance and the sheet resistance, thereby improving the conduction characteristics of the device. In a similar manner, an NMOS (N-Channel Metal-Oxide Semiconductor, N-type metal oxide semiconductor) film is deposited on top of the device to increase the transfer speed of electrons by subjecting the channel to tensile stress. This device structure is expected to be usefully applied to the 45nm band, but after that, it is expected to change to the device structure of thin body SOI or FinMOS without solving the fundamental problem of short channel effect.

도 1c는 30nm 대 이하에서 유용할 것으로 예상되는 FinMOS의 구조이다. 반도체 기판(131) 위에 산화막(132)을 증착하였고, 그 위에 채널(133)이 형성되었으며, 게이트 산화막(134)과 게이트(135)가 차례로 증착되고 형성되었다. 채널을 완전히 SOI로 격리시키고, Fin구조의 채널을 게이트가 감싸는 구조가 되어 SCE(Short Channel Effect, 단채널 효과)에 의한 subthreshold current를 줄일 수 있다. 그러나 30nm급 이하의 패턴을 정렬하여 제작하는데 광사진전사의 어려움이 있어서 더욱 작은 소자구조로 개발해 가는데 어려움이 있다. 따라서 제작공정을 단순화하여 공정단가와 신뢰성을 높이는 노력이 필요로 된다.1C is the structure of FinMOS, which is expected to be useful at 30 nm and below. An oxide layer 132 was deposited on the semiconductor substrate 131, and a channel 133 was formed thereon, and the gate oxide layer 134 and the gate 135 were sequentially deposited and formed. The channel is completely isolated by SOI, and the fin structure channel is wrapped around the gate to reduce the subthreshold current caused by the Short Channel Effect (SCE). However, there is a difficulty in developing a smaller device structure due to the difficulty of photo-transfer in order to produce patterns of 30 nm or less. Therefore, it is necessary to simplify the manufacturing process and to increase process cost and reliability.

종래의 기술이 제시하는 구조의 MOSFET에서 hot carrier에 의해 증가된 trap-detrap은 저주파 및 고주파 잡음을 발생시키는 원인이 된다.[Y.J. Song, et al., Semiconductor Science and Technology, 19, 791-797, 2004] 더욱이 이러한 현상으로 SOI 위에 MOS 소자를 제작하여 사용하는데는 매우 복잡한 전기적 특성에 대한 고려로 인하여 설계 파라미터의 결정과 회로의 최적화에 부담을 안기게 된다. 따라서 현재의 스케일링 방식으로 MOSFET는 소자의 동작속도를 높이는 특성이 있으나 여러 가지 난제가 있다. 따라서 소자의 구조에 있어서 안정적으로 국부적인 채널로 전도하는 특별한 신구조의 소자를 고안해야 할 필요가 있다.The trap-detrap increased by hot carriers in MOSFETs of the prior art suggests low and high frequency noise. [Y.J. Song, et al., Semiconductor Science and Technology, 19, 791-797, 2004] Moreover, the design parameters and the optimization of the circuit are due to the consideration of the very complicated electrical characteristics of fabricating and using MOS devices on SOI. The burden is on. Therefore, MOSFETs have the characteristics of speeding up the operation speed of current scaling methods, but there are various difficulties. Therefore, there is a need to devise a special new structure device that conducts stably in a local channel in the device structure.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 극 미소화로 인하여 제작이 매우 어려운 45nm급 이하로 기술이 진보하는 반도체 소자의 채널을 자기정렬형 에피성장으로 형성할 수 있는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to self-align epitaxial growth of a channel of a semiconductor device in which technology is advanced to 45 nm or less, which is very difficult to manufacture due to extremely miniaturization. A semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer that can be formed as a channel, and a method of manufacturing the same are provided.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법은,In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel according to an embodiment of the present invention,

반도체 기판 위에 템플레이트 에피층을 성장시키는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후 템플레이트를 성장시키는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계 후 자기정렬된 에피층을 증착시키는 제 3 단계와; 상기 제 3 단계 후 CMP된 표면을 형성하는 제 4 단계와; 상기 제 4 단계 후 상기 템플레이트를 제거하고, 산화막을 성장시키는 제 5 단계와; 상기 제 5 단계 후 게이트 박막을 증착시키는 제 6 단계와; 상기 제 6 단계 후 게이트 패턴을 형성하고, 절연막으로 패시베이션하는 제 7 단계;를 포함하여 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.Growing a template epi layer on the semiconductor substrate; A second step of growing a template after the first step; A third step of depositing a self-aligned epi layer after the second step; A fourth step of forming a CMP surface after the third step; Removing the template after the fourth step and growing an oxide film; A sixth step of depositing a gate thin film after the fifth step; And a seventh step of forming a gate pattern after the sixth step and passivating the insulating layer.

이하, 상기와 같은 본 발명, 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조 및 그 제조방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention, a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, and a technical concept of a method of manufacturing the same will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법을 보인 것으로, MOS 소자의 제조방법을 보인 것이고, 도 3a 내지 도 3g는 도 2에 의한 제조단계를 보인 단면도이다.FIG. 2 illustrates a method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel according to an embodiment of the present invention, and illustrates a method of manufacturing a MOS device, and FIGS. 3A to 3G are manufactured by FIG. It is a cross-sectional view showing the steps.

이에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(201) 위에 템플레이트 에피층(202)을 성장시키는 제 1 단계(ST1)와; 상기 제 1 단계 후 템플레이트(203)를 성장시키는 제 2 단계(ST2)와; 상기 제 2 단계 후 자기정렬된 에피층(204)을 증착시키는 제 3 단계(ST3)와; 상기 제 3 단계 후 CMP(Chemical Mechanical Polishing, 화학적 기계적 폴리싱)된 표면(205)을 형성하는 제 4 단계(ST4)와; 상기 제 4 단계 후 상기 템플레이트(203)를 제거하고, 산화막(206)을 성장시키는 제 5 단계(ST5)와; 상기 제 5 단계 후 게이트 박막(207)을 증착시키는 제 6 단계(ST6)와; 상기 제 6 단계 후 게이트 패턴(208)을 형성하고, 절연막(209)으로 패시베이션(passivation)하는 제 7 단계(ST7);를 포함하여 수행하여 MOS 반도체 소자구조를 제조하는 것을 특징으로 한다.As shown therein, a first step ST1 of growing the template epitaxial layer 202 on the semiconductor substrate 201; A second step (ST2) of growing the template (203) after the first step; A third step (ST3) of depositing a self-aligned epi layer (204) after the second step; A fourth step (ST4) of forming a CMP (Chemical Mechanical Polishing) surface after the third step (205); A fifth step (ST5) of removing the template (203) and growing an oxide film (206) after the fourth step; A sixth step ST6 for depositing a gate thin film 207 after the fifth step; And forming a gate pattern 208 after the sixth step and passivating the insulating film 209 (ST7) to fabricate a MOS semiconductor device structure.

상기 제 3 단계는, 실리콘의 가스 소스로 실레인(SiH4), 다이실레인(Si2H6) 및 다이클로로실레인(SiCl2H2) 가스 중에서 적어도 하나 이상의 가스를 주요 반응가스로 이용하는 것을 특징으로 한다.In the third step, at least one gas of silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), and dichlorosilane (SiCl 2 H 2 ) gas is used as a main reaction gas as a gas source of silicon. It is characterized by.

상기 제 3 단계는, 불순물의 도핑시 AsH3, PH3 및 B2H6 중에서 적어도 하나 이상의 가스를 수소가스 또는 헬륨가스에 희석하여 사용하는 것을 특징으로 한다.In the third step, at least one or more gases of AsH 3 , PH 3, and B 2 H 6 may be diluted with hydrogen gas or helium gas when the impurities are doped.

상기 제 5 단계는, 상기 템플레이트(203)의 격자상수에 따라 채널층의 응력상태가 조절되도록 상기 템플레이트(203)의 제거 두께를 조절하는 것을 특징으로 한다.In the fifth step, the removal thickness of the template 203 is adjusted so that the stress state of the channel layer is adjusted according to the lattice constant of the template 203.

상기 제 6 단계는, 상기 게이트 박막(207)에 고농도의 불순물을 in-situ로 도핑하여 IDP(In-situ doped Poly)층을 증착하여 상기 게이트 박막(207)이 저항이 낮게 조절되도록 하는 것을 특징으로 한다.In the sixth step, an in-situ doped poly (IDP) layer is deposited by doping a high concentration of impurities in-situ on the gate thin film 207 so that the gate thin film 207 has low resistance. It is done.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법을 보인 것으로, CMOS 소자의 제조방법을 보인 것이고, 도 5a 내지 도 5k는 도 4에 의한 제조단계를 보인 단면도이다.4 illustrates a method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel according to another embodiment of the present invention, and shows a method of manufacturing a CMOS device, and FIGS. 5A to 5K are manufactured by FIG. 4. It is a cross-sectional view showing the steps.

이에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(301) 위에 템플레이트 에피층(302)을 성장시키는 제 11 단계(ST11)와; 상기 제 11 단계 후 템플레이트(303)를 성장시키는 제 12 단계(ST12)와; 상기 제 12 단계 후 희생 산화막(304)을 형성하고, P-well(305)과 N-well(306)의 이온주입을 수행하는 제 13 단계(ST13)와; 상기 제 13 단계 후 상기 희생 산화막(304)을 제거하고, 자기정렬된 에피층(307)을 증착시키는 제 14 단계(ST14)와; 상기 제 14 단계 후 CMP 표면(310)을 제거하는 제 15 단계(ST15)와; 상기 제 15 단계 후 상기 템플레이트(303)를 제거하고, 희생 산화막(311)을 성장시키는 제 16 단계(ST16)와; 상기 제 16 단계 후 PMOS Body 접합용 이온주입(312)과 NMOS Body 접합용 이온주입(313)을 수행하는 제 17 단계(ST17)와; 상기 제 17 단계 후 상기 희생 산화막(311)을 제거하고, 게이트 산화막(314)을 성장시키며, 게이트 박막(315)을 증착시키는 제 18 단계(ST18)와; 상기 제 18 단계 후 PMOS 게이트(316)와 NMOS 게이트(317)를 형성하는 제 19 단계(ST19)와; 상기 제 19 단계 후 PMOS Body 접합(318)과 NMOS Body 접합(319)을 형성하는 제 20 단계(ST20)와; 상기 제 20 단계 후 절연막(320)을 증착시키는 제 21 단계(ST21);를 포함하여 수행하여 CMOS 반도체 소자구조를 제조하는 것을 특징으로 한다.As shown therein, an eleventh step (ST11) of growing the template epitaxial layer 302 on the semiconductor substrate 301; A twelfth step (ST12) of growing the template (303) after the eleventh step; A thirteenth step (ST13) for forming a sacrificial oxide film (304) after the twelfth step and performing ion implantation of the P-well (305) and the N-well (306); A fourteenth step (ST14) of removing the sacrificial oxide film (304) after the thirteenth step and depositing a self-aligned epi layer (307); A fifteenth step ST15 of removing the CMP surface 310 after the fourteenth step; A sixteenth step (ST16) of removing the template (303) after the fifteenth step and growing a sacrificial oxide film (311); A seventeenth step (ST17) of performing ion implantation 312 for PMOS body junction and ion implantation 313 for NMOS body junction after the sixteenth step; An eighteenth step (ST18) of removing the sacrificial oxide film (311) after the seventeenth step, growing the gate oxide film (314), and depositing a gate thin film (315); A nineteenth step ST19 for forming a PMOS gate 316 and an NMOS gate 317 after the eighteenth step; A twentieth step (ST20) of forming a PMOS body junction (318) and an NMOS body junction (319) after the nineteenth step; And a twenty-first step ST21 for depositing the insulating film 320 after the twelfth step, thereby manufacturing a CMOS semiconductor device structure.

상기 제 13 단계는, 상기 희생 산화막(304)에 두꺼운 절연막을 증착하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.The thirteenth step may be performed by depositing a thick insulating film on the sacrificial oxide film 304.

상기 제 16 단계는, 상기 템플레이트(303)의 격자상수에 따라 채널층의 응력상태가 조절되도록 상기 템플레이트(303)의 제거 두께를 조절하는 것을 특징으로 한다.In the sixteenth step, the removal thickness of the template 303 is adjusted so that the stress state of the channel layer is adjusted according to the lattice constant of the template 303.

상기 제 18 단계는, 상기 게이트 박막(315)에 고농도의 불순물을 in-situ로 도핑하여 IDP층을 증착하여 상기 게이트 박막(315)이 저항이 낮게 조절되도록 하는 것을 특징으로 한다.In the eighteenth step, the gate thin film 315 may be doped with a high concentration of impurities in-situ to deposit an IDP layer so that the gate thin film 315 may have a low resistance.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법을 보인 것으로, SOI-CMOS 소자의 제조방법을 보인 것이고, 도 7a 내지 도 7c는 도 6에 의한 제조단계를 보인 단면도이다.FIG. 6 illustrates a method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel according to another embodiment of the present invention, and shows a method of manufacturing an SOI-CMOS device, and FIGS. 7A to 7C are FIGS. The cross-sectional view showing the manufacturing step by.

이에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(401) 위에 산화막(402)과 SOI(403)를 형성하는 제 31 단계(ST31)와; 상기 제 31 단계 후 상기 반도체 기판(401) 위에 템플레이트 에피층을 성장시키는 제 32 단계(ST32)와; 상기 제 32 단계 후 템플레이트를 성장시키는 제 33 단계(ST33)와; 상기 제 33 단계 후 희생 산화막을 형성하고, P-well(406)과 N-well(407)의 이온주입을 수행하는 제 34 단계(ST34)와; 상기 제 34 단계 후 상기 희생 산화막을 제거하고, 자기정렬된 에피층을 증착시키는 제 35 단계(ST35)와; 상기 제 35 단계 후 CMP 표면을 제거하는 제 36 단계(ST36)와; 상기 제 36 단계 후 상기 템플레이트를 제거하고, 희생 산화막을 성장시키는 제 37 단계(ST37)와; 상기 제 37 단계 후 PMOS Body 접합용 이온주입과 NMOS Body 접합용 이온주입을 수행하는 제 38 단계(ST38)와; 상기 제 38 단계 후 상기 희생 산화막을 제거하고, 게이트 산화막(405)을 성장시키며, 게이트 박막을 증착시키는 제 39 단계(ST39)와; 상기 제 39 단계 후 PMOS 게이트(408)와 NMOS 게이트(409)를 형성하는 제 40 단계(ST40)와; 상기 제 40 단계 후 PMOS Body(410) 접합과 NMOS Body(411) 접합을 형성하는 제 41 단계(ST41)와; 상기 제 41 단계 후 소자격리 산화막(412)을 성장시키는 제 42 단계(ST42)와; 상기 제 42 단계 후 절연막을 증착시키는 제 43 단계(ST43);를 포함하여 수행하여 SOI-CMOS 반도체 소자구조를 제조하는 것을 특징으로 한다.As shown therein, a thirty-first step ST31 of forming an oxide film 402 and an SOI 403 on the semiconductor substrate 401; A thirty-second step (ST32) of growing a template epitaxial layer on the semiconductor substrate (401) after the thirty-first step; A thirty-third step (ST33) of growing the template after the thirty-second step; A thirty-fourth step (ST34) for forming a sacrificial oxide film after the thirty-third step and performing ion implantation of the P-well (406) and the N-well (407); Removing the sacrificial oxide layer after the thirty-fourth step and depositing a self-aligned epitaxial layer (ST35); A 36 th step (ST36) of removing the CMP surface after the 35 th step; Removing the template after the 36th step and growing a sacrificial oxide film (ST37); A 38 th step (ST38) to perform ion implantation for PMOS body junction and ion implantation for NMOS body junction after the 37 th step; A thirty-ninth step (ST39) for removing the sacrificial oxide film, growing a gate oxide film (405), and depositing a gate thin film after the thirty-eighth step; A 40th step (ST40) of forming a PMOS gate (408) and an NMOS gate (409) after the 39th step; A forty-first step (ST41) of forming a PMOS body (410) junction and an NMOS body (411) junction after the forty step; A 42nd step (ST42) of growing a device isolation oxide film (412) after the 41st step; And a 43rd step ST43 for depositing an insulating film after the 42nd step, to fabricate an SOI-CMOS semiconductor device structure.

상기 제 34 단계는, 상기 희생 산화막에 두꺼운 절연막을 증착하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.The thirty-fourth step may include depositing a thick insulating film on the sacrificial oxide film.

상기 제 37 단계는, 상기 템플레이트의 격자상수에 따라 채널층의 응력상태가 조절되도록 상기 템플레이트의 제거 두께를 조절하는 것을 특징으로 한다.In the step 37, the removal thickness of the template is adjusted so that the stress state of the channel layer is adjusted according to the lattice constant of the template.

상기 제 39 단계는, 상기 게이트 박막에 고농도의 불순물을 in-situ로 도핑하여 IDP층을 증착하여 상기 게이트 박막이 저항이 낮게 조절되도록 하는 것을 특징으로 한다.In the 39 th step, the gate thin film is doped with a high concentration of impurities in-situ to deposit an IDP layer so that the gate thin film is controlled to have low resistance.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.A semiconductor device structure using the self-aligned epitaxial growth layer according to the present invention configured as described above and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intention or precedent of a user or an operator, and thus, the meaning of each term should be interpreted based on the contents throughout the present specification. will be.

먼저 본 발명은 극 미소화로 인하여 제작이 매우 어려운 45nm급 이하로 기술이 진보하는 반도체 소자의 채널을 자기정렬형 에피성장으로 형성하고자 한 것이다.First of all, the present invention intends to form a channel of a semiconductor device in which the technology is advanced to 45 nm or less due to extremely miniaturization by self-aligned epitaxial growth.

<실시예 1><Example 1>

도 3a 내지 도 3g는 도 2의 소자제작에 핵심적인 형성방법을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 소자의 단면도들이다. 본 발명에서 극미소 채널의 형성 방법으로 이렇게 템플레이트를 사용하는 구조와 이를 이용한 자기정렬 구조의 strained-Fin형 채널을 적용하는 소자의 구조와 그의 제작방법을 최초로 제공한다.3A to 3G are cross-sectional views of devices schematically illustrated to explain a method of forming the core of the device of FIG. 2. The present invention provides a structure of a device using a template and a strained-fin channel having a self-aligned structure and a method of fabricating the same for forming a microchannel in the present invention.

본 발명은 템플레이트에 자기정렬로 에피성장하여 채널로 사용하기 때문에 1nm급 정도로 정밀하게 채널두께를 조작할 수 있다. 따라서 1) 1D strained channel, 2) Epi를 이용한 Fin 구조, 3) Self-aligned channel 수 nm까지 제어, 4) SOI 적용이 쉽고, 5) Body contact에 의한 DTMOS(Dynamic Threshold Voltage Metal-Oxide Semiconductor)가 가능하고, 6) 제조공정이 간단하여 제작비용이 적게 든다.In the present invention, since the epitaxial growth of the template is used as a channel, the channel thickness can be precisely controlled to about 1 nm. Therefore, 1) 1D strained channel, 2) Fin structure using Epi, 3) Self-aligned channel up to nm, 4) Easy to apply SOI, 5) Dynamic Threshold Voltage Metal-Oxide Semiconductor (DTMOS) by body contact 6) The manufacturing process is simple and the manufacturing cost is low.

본 발명은 1~10GHz 대역의 고속동작 디지털-아날로그 회로에 사용하기 위해서 고속동작 특성이 더욱 개선시키는데 적용이 가능하다. 높은 주파수에 해당하는 통신이나 마이크로파 센서, 레이더 등과 같은 응용에 SRAM(Static Random Access Memory), CPU(Central Processing Unit), ADC(Analog to Digital Converter) 등의 회로를 적용하기 위해서는 더욱 높은 사양을 요구한다. 따라서 종래의 실리콘 반도체에 비하여 새로운 3차원의 구조를 사용하여 극미세 채널을 만들고 동작속도와 항복전압을 동시에 높이는 장점을 취하는 소자구조를 채용하는 방법이 핵심이다.The present invention can be applied to further improve the high-speed operation characteristics for use in the high-speed digital-analog circuit of the 1 ~ 10GHz band. Higher specifications are required to apply circuits such as static random access memory (SRAM), central processing unit (CPU), and analog to digital converter (ADC) in applications such as high frequency communication, microwave sensors, and radar. . Therefore, the key is to adopt a device structure that takes advantage of the new three-dimensional structure to create a very fine channel and increase the operating speed and breakdown voltage at the same time compared to the conventional silicon semiconductor.

도 2의 ST1 및 도 3a에서와 같이, 반도체 기판(201) 위에 템플레이트 에피층(202)을 성장한다. 에피층으로 SiGe과 실리콘들을 성장하기 위해서는 상압 화학 증착(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition)을 위한 장비나 저압 화학 증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)을 위한 장비 또는 극저압 화학 증착(Ultra High Vacuum Chemical Vapor Deposition)을 위한 장비를 이용하고, 수소의 환원 분위기에서 이러한 장비를 이용하는 것이 바람직하다. 특히 수 nm 정도로 얇은 두께의 양자우물층을 성장하는 것과 Ge의 몰분률의 균일성을 0.02% 이내로 정확히 제어하는 기능이 필요로 된다.As in ST1 of FIG. 2 and FIG. 3A, the template epitaxial layer 202 is grown on the semiconductor substrate 201. To grow SiGe and silicon as epitaxial layer, equipment for Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition, Equipment for Low Pressure Chemical Vapor Deposition, or Ultra High Vacuum Chemical Vapor Deposition It is preferred to use equipment for this purpose and to use such equipment in a reducing atmosphere of hydrogen. In particular, it is necessary to grow a quantum well layer with a thickness as thin as several nm and to accurately control the uniformity of the mole fraction of Ge within 0.02%.

반도체 기판(201) 상에 소자를 제작하기 위해서 우선 실리콘의 반도체 기판 을 H2SO4/H2O2와 H2O/HF 세척, RCA법 등과 같이 알려진 세정 방법을 이용하여 세척한다. 이후에, 완충층을 포함하는 확산저지층을 에피 성장(epitaxial growth)으로 형성한다. 이때, 확산저지막은 불순물의 확산계수가 반도체 박막 상층에 비하여 2배 이상 작은 특징을 지니고, 또한 과잉운반자의 드레인으로 역할을 할 수 있는 양자우물을 형성하는 에너지 밴드구조를 지니는 에피층으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to fabricate an element on the semiconductor substrate 201, a semiconductor substrate of silicon is first cleaned using a known cleaning method such as H 2 SO 4 / H 2 O 2 and H 2 O / HF cleaning, RCA method, and the like. Thereafter, the diffusion blocking layer including the buffer layer is formed by epitaxial growth. In this case, the diffusion blocking layer is formed of an epitaxial layer having an energy band structure that has a diffusion coefficient of impurities more than twice as large as that of the upper semiconductor thin film and forms a quantum well that can serve as a drain of an excess carrier. It features.

템플레이트 층의 에피는 추후 패터닝되어 측면에 성장될 Fin 채널층의 에피성장에 응력을 인가하기 위하여 격자상수를 조절한다. 예로서 SiGeC를 적용하는 경우 Si, Ge, C의 함량을 조절하는데 Ge함량이 증가하면 격자상수가 증가하고, C의 함량을 높이면 격자상수가 감소한다. 따라서 Ge를 많이 넣은 SiGeC층을 템플레이트에 이용하면 Fin채널이 인장응력을 받게 되며, C의 함량이 많으면 압축응력을 받게 된다. 반도체 기판을 이용하여 그 위에 에피성장되므로 상기의 원자들의 함량을 인위적으로 조절할 수 있으며, 이러한 격자상수의 영향은 측면에 성장되는 에피채널층으로 전사되게 된다.The epi of the template layer is later patterned to adjust the lattice constant to stress the epi growth of the fin channel layer to be laterally grown. For example, when SiGeC is applied, the lattice constant is increased when the Ge content is increased to control the contents of Si, Ge, and C, and when the content of C is increased, the lattice constant is decreased. Therefore, when the SiGeC layer containing a lot of Ge is used for the template, the Fin channel receives tensile stress, and if the C content is high, the compressive stress is received. Since the epitaxial growth is performed on the semiconductor substrate, the content of the atoms can be artificially controlled. The influence of the lattice constant is transferred to the epichannel layer grown on the side surface.

도 2의 ST2 및 도 3b에서, 포토레지스트(photoresist)를 이용하는 광사진전사로 템플레이트 패턴을 형성하고, 이어서 건식식각으로 템플레이트(203)를 형성한다. 템플레이트 에피층(202)의 측면에서 평탄한 면을 만들어야 하므로, 1100oC 이상의 고온에서 열처리하며, 수소분위기에서 표면의 원자들이 확산하여 표면에너지가 낮은 평탄한 면이 형성되도록 한다.In ST2 and FIG. 3B of FIG. 2, a template pattern is formed by photophotographic transfer using a photoresist, and then a template 203 is formed by dry etching. Since the surface of the template epi layer 202 has to be flat, heat treatment is performed at a high temperature of 1100 ° C. or higher, and atoms of the surface diffuse in a hydrogen atmosphere to form a flat surface having low surface energy.

도 2의 ST3 및 도 3c에서, 자기정렬 채널용 에피층(204)을 UHVCVD(Ultra High Vacuum Chemical Vapor Deposition) 방식으로 증착한다. 이러한 에피층(204)들의 성장을 위하여 성장 챔버에 장입하는 사이에 반도체 기판, 즉, 웨이퍼(wafer)의 표면에 형성되는 수 원자층 두께의 자연 산화층(native oxide)은 900oC 내지 1000oC 온도에서 수소 분위기로 대략 2분 이상 열처리하여 제거한다. 이후에, 성장 챔버는 에피 성장을 위한 온도와 가스 분위기로 맞춰진다. 상술한 에피 성장 장비는 할로겐 램프(halogen lamp)나 RF 인덕션 히터(RF induction heater)와 같이 급속 열처리(Rapid Thermal Process, RTP)의 기능을 갖추어 복잡한 구조로 에피층들을 연속해서 성장할 수 있도록 구비된 것일 수 있다. 그리고 에피성장에는 n-type 또는 p-type의 불순물로 P, As, B와 같은 원소의 농도를 1015-1018 cm-3 범위에서 조절할 수 있다.In ST3 of FIG. 2 and FIG. 3C, the epitaxial layer 204 for the self-alignment channel is deposited by Ultra High Vacuum Chemical Vapor Deposition (UHVCVD). During the growth of such epitaxial layers 204, the native oxide, which is formed on the surface of a semiconductor substrate, that is, a wafer, between the charges in the growth chamber is 900 o C to 1000 o C. It is removed by heat treatment at a temperature of hydrogen atmosphere for about 2 minutes or more. The growth chamber is then adapted to the temperature and gas atmosphere for epitaxial growth. The epitaxial growth apparatus described above is equipped with a function of a rapid thermal process (RTP) such as a halogen lamp or an RF induction heater, so that the epitaxial layers can be continuously grown in a complex structure. Can be. In epitaxial growth, the concentration of elements such as P, As, and B can be controlled in the range of 10 15 -10 18 cm -3 as n-type or p-type impurities.

반도체박막으로부터 전달되는 영향을 최소로 하고, 절연 격리의 효과를 높이기 위하고, 고품질의 에피 성장을 위하여 실리콘의 가스 소스로 실레인(SiH4) 이나 다이실레인(Si2H6) 또는 다이클로로실레인(SiCl2H2) 가스를 주요 반응가스로 이용할 수 있다. 불순물의 도핑에는 AsH3, PH3, B2H6와 같은 가스를 수소가스 또는 헬륨가스에 희석하여 사용한다.Silane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) or dichloro is the gas source of silicon for minimizing the effect transmitted from the semiconductor thin film, increasing the effect of insulation isolation, and for high quality epitaxial growth. Silane (SiCl 2 H 2 ) gas may be used as the main reaction gas. For the doping of impurities, a gas such as AsH 3 , PH 3 , B 2 H 6 is diluted with hydrogen gas or helium gas.

도 2의 ST4 및 도 3d에서, CMP된 표면(205)을 형성한다. 즉, 표면부위(205)의 채널용 에피층을 제거하여 템플레이트 패턴이 노출되도록 조절한다. 여기에서 표면의 균일한 식각을 위해 CVD(Chemical Vapor Deposition)로 증착한 산화막과 또는 질화막을 이용하여 평탄화를 한다. 그리고 평판화 후에는 발생된 결함을 제거하고 표면을 더욱 원자층 수준에서 평판하도록 수소분위기에서 열처리한다. 표면이 원자수준에서 평탄화되어야 Fin채널에서 계면산란이 적어 전자나 정공의 이동도를 크게 높일 수 있다. 이러한 원리는 이종접합 반도체 채널을 적용하는 소자에서 매우 중요하게 다루어져 왔다.In ST4 of FIG. 2 and FIG. 3D, the CMP surface 205 is formed. That is, the epitaxial layer for the channel portion of the surface portion 205 is removed to adjust the template pattern. Here, planarization is performed using an oxide film and / or a nitride film deposited by CVD (Chemical Vapor Deposition) for uniform etching of the surface. After flattening, the generated defects are removed and heat treated in a hydrogen atmosphere to flatten the surface at the atomic layer level. When the surface is planarized at the atomic level, there is little interfacial scattering in the Fin channel, thereby greatly increasing the mobility of electrons or holes. This principle has been very important in devices employing heterojunction semiconductor channels.

도 2의 ST5 및 도 3e에서, 선택적 식각비가 큰 습식식각을 이용하여 템플레이트(203)를 제거한다. 그리고 이어서 표면보호 산화인 희생 산화로 이용하기 위하여 표면을 산화시켜서 산화막(206)을 성장시킨다. 여기에서 형성된 자기정렬 에피층은 Fin 구조의 채널이 이용된다. 템플레이트의 격자상수에 따라 채널층의 응력상태를 조절할 수 있다. 이러한 형태로 제시된 strained-Fin은 본 특허가 유일하게 제공한다. 특히, 에피성장으로 채널 Fin의 두께가 제어되므로 1nm급까지 정밀하게 두께의 정확도를 조절할 수 있다는 점은 매우 중요한 장점이다.In ST5 and FIG. 3E of FIG. 2, the template 203 is removed using wet etching having a high selective etching ratio. The surface is then oxidized to grow an oxide film 206 for use as a sacrificial oxidation that is surface protective oxidation. The self-aligned epi layer formed here uses a channel of Fin structure. The stress state of the channel layer can be adjusted according to the lattice constant of the template. Strained-Fin presented in this form is the only patent provided. In particular, since the thickness of the channel fin is controlled by epitaxial growth, it is very important that the thickness accuracy can be precisely adjusted up to 1 nm.

도 2의 ST6 및 도 3f에서, 게이트 박막(207)을 증착한다. RPCVD(Reduced Pressure Chemical Vapor Deposition)나 UHVCVD(Ultra High Vacuum Chemical Vapor Deposition)의 화학기상증착 방식으로 aspect ratio가 큰 모양에 균일하게 게이트용 박막이 증착되도록 한다. 이 때 상부와 측면부위에 모두 균일한 증착이 되도록 하기 위해서는 초기에 저온의 seed층 성장에 이어서 빠른 게이트 박막의 성장이 순서로 이어지도록 증착한다. 게이트용 박막에는 고농도의 불순물을 in-situ로 도핑하여 게이트의 저항이 낮게 조절한다. 게이트의 저항은 소자의 동작속도와 고주파 잡음을 조절하는 매우 중요한 소자의 파라미터이다.In ST6 of FIG. 2 and FIG. 3F, a gate thin film 207 is deposited. Chemical vapor deposition, such as reduced pressure chemical vapor deposition (RPCVD) or ultra high vacuum chemical vapor deposition (UHVCVD), allows the gate thin film to be uniformly deposited in a shape having a large aspect ratio. At this time, in order to ensure uniform deposition on both the top and side portions, the deposition is performed in order of successively low temperature seed layer growth followed by rapid gate thin film growth. The gate thin film is doped with a high concentration of impurities in-situ to control the gate resistance is low. The resistance of the gate is a very important device parameter that controls the device's operating speed and high frequency noise.

도 2의 ST7 및 도 3g에서, 포토레지스트를 이용하여 광사진전사로 게이트 패턴(208)을 만들고, 습식식각으로 게이트를 정의한다. 게이트와 산화막과 자기정렬로 형성된 에피층으로 MOS 구조의 형성이 완료되며, 이어서 절연막(209)으로 패시베이션(passivation)한다. 물론 고집적회로는 이러한 소자의 형태가 완료된 후에 계속해서 금속배선 공정을 진행하게 되는데, 이러한 공정에는 통상적인 기술을 적용하면 된다.In ST7 and FIG. 3G of FIG. 2, the gate pattern 208 is made of photoresist using photoresist, and the gate is defined by wet etching. Formation of the MOS structure is completed by the epitaxial layer formed by the gate, the oxide film and the self alignment, and then passivated with the insulating film 209. Of course, the highly integrated circuit continues the metallization process after the shape of the device is completed, such a conventional technique can be applied to this process.

본 발명은 응력을 지닌 Fin 구조의 채널을 제작하는데 반도체 기판으로 Bulk 기판은 물론 SOI 기판에도 쉽게 적용할 수 있다. 반도체 소자의 극미세화에 따른 제조의 어려움을 극복하고, 극미소 소자의 문제점인 subthreshold 전류를 최소로 하는 반도체소자의 구조와 이의 제작방법에 대한 것이다. 뿐만 아니라 소자의 구조와 제조방법을 간략화하여 저렴한 생산단가와 높은 신뢰성을 제공하는 장점이 매우 중요하다. 또한 Fin 채널의 하층부위를 반도체 기판으로 연결시켜 body contact이 가능하며, 이에 따라 hot carrier로 발생된 잉여운반자를 drain시키는 동작도 가능하고, DTMOS 소자구조로 제작하여 소비전력과 동작속도를 flexible하게 조절하는 회로로 적용할 수 있다. 그리고 반도체 기판과 에피층으로 Si, SiGe, SiGeC와 같은 소재의 이종접합 구조를 동일한 원리에 이용할 수 있다. The present invention can be easily applied to a SOI substrate as well as a bulk substrate as a semiconductor substrate to produce a channel having a stressed Fin structure. The present invention relates to a structure of a semiconductor device and a method of fabricating the same, to overcome the difficulty of fabrication due to the miniaturization of a semiconductor device and to minimize the subthreshold current, which is a problem of the micro device. In addition, the advantages of simplifying the structure and manufacturing method of the device to provide low production cost and high reliability are very important. In addition, body contact is possible by connecting the lower part of the fin channel to the semiconductor substrate, and it is also possible to drain excess carriers generated by hot carriers, and to control the power consumption and operation speed flexibly by manufacturing the DTMOS device structure. It can be applied to the circuit. In addition, heterojunction structures made of materials such as Si, SiGe, and SiGeC may be used for the same principle as the semiconductor substrate and the epi layer.

<실시예 2><Example 2>

제 2의 실시예는 도 4 및 도 5a 내지 도 5k에 설명된 바와 같으며, 자기정렬 에피층을 채널로 사용하는 CMOS의 제작에 대한 실시예를 보여준다.The second embodiment is as described in FIGS. 4 and 5A-5K and shows an embodiment for the fabrication of CMOS using a self-aligned epi layer as a channel.

도 4의 ST11 및 도 5a에서와 같이, 반도체 기판(301) 위에 템플레이트 에피층(302)을 증착한다. 앞에서 설명된 바와 같이 템플레이트 에피층은 여러 원소로 구성되며, 측면에 성장되는 채널에피층의 응력을 조절할 수 있는 구조로 설계된다.As in ST11 and FIG. 5A of FIG. 4, a template epitaxial layer 302 is deposited over the semiconductor substrate 301. As described above, the template epi layer is composed of several elements, and is designed in a structure capable of controlling the stress of the channel epi layer grown on the side surface.

도 4의 ST12 및 도 5b에서, 포토레지스트로 광사진전사를 하여, 템플레이트 패턴을 형성하고, 이어서 건식식각으로 템플레이트(303)를 형성한다.In ST12 and FIG. 5B of FIG. 4, photophotographic transfer is performed with photoresist to form a template pattern, and then the template 303 is formed by dry etching.

도 4의 ST13 및 도 5c에서, 희생산화막(304)을 형성하고, 광사진전사를 하여 P-well(305)과 N-well(306)의 이온주입을 한다. 희생산화막에 필요시에는 부가적으로 두꺼운 절연막을 증착할 수 있다. 그리고 이러한 희생산화막이나 절연막을 마스크로 이용하여 well 이온주입을 함으로써 자기정렬되는 구조로 well이 형성된다. 이러한 well은 채널과의 적절한 간격과 도핑농도를 유지함으로써 subthreshold 전류나 게이트 가장자리로 흐르는 누설전류를 효과적으로 차단하는데 중요하다.In ST13 and FIG. 5C of FIG. 4, the sacrificial oxide film 304 is formed and phototransferred to perform ion implantation of the P-well 305 and the N-well 306. If necessary, an additional thick insulating film may be deposited. The well is formed by self-implantation using the sacrificial oxide film or the insulating film as a mask. These wells are important for effectively blocking subthreshold currents or leakage currents to the gate edges by maintaining the proper spacing and doping concentration with the channel.

도 4의 ST14 및 도 5d에서, 희생산화막(304)을 제거하고, 채널로 사용할 에피층(307)을 성장한다. 이때 에피 채널층의 증착에 있어서 소스-드레인 부위에 이온주입된 불순물의 외부확산에 다른 redistribution을 보인다. 위에서와 마찬가지로 out-diffusion 되는 불순물의 농도는 소자의 누설전류와 transconductance 특성에 영향을 미치게 되므로 적절히 제어된다. 여기서 참조번호 308은 P-well 외부확산이고, 참조번호 309는 N-well 외부확산이다.In ST14 and FIG. 5D of FIG. 4, the sacrificial oxide film 304 is removed and an epitaxial layer 307 to be used as a channel is grown. At this time, the deposition of the epi channel layer shows another redistribution to the external diffusion of impurities implanted into the source-drain region. As above, the concentration of impurities out-diffusion is properly controlled because it affects the leakage current and transconductance characteristics of the device. Where reference numeral 308 is P-well external diffusion and reference 309 is N-well external diffusion.

도 4의 ST15 및 도 5e에서, 상층의 CMP 표면(310)을 식각하여 제거한다. 도 3d에서와 같이 산화막이나 질화막의 매개층을 증착하고, 평탄화하여 전체적으로 균일한 평탄화가 되도록 한다. 그리고 마찬가지로 평탄화 후에는 결함제거와 원자층 수준의 더욱 평탄한 표면을 얻기 위한 열처리를 시행한다. 표면의 평탄화는 채널층에 전도하는 운반자의 이동도를 조절하게 되는 매우 중요한 공정스텝이 된다.In ST15 and FIG. 5E of FIG. 4, the upper CMP surface 310 is etched away. As shown in FIG. 3D, an intermediate layer of an oxide film or a nitride film is deposited and planarized to have an overall uniform planarization. Similarly, after planarization, heat treatment is performed to remove defects and to obtain a flatter surface at the atomic layer level. Surface planarization is a very important process step that controls the mobility of the carriers conducting in the channel layer.

도 4의 ST16 및 도 5f에서, 템플레이트(303)를 식각선택비가 높은 습식식각으로 제거하고, 이어서 또 다른 희생산화막(311)을 성장한다.In ST16 and FIG. 5F of FIG. 4, the template 303 is removed by wet etching having a high etching selectivity, and then another sacrificial oxide film 311 is grown.

도 4의 ST17 및 도 5g에서, 포토레지스트를 이용한 광사진전사로 P-well(305)과 N-well(306)의 contact에 해당하는 패턴을 형성하고 각각 P-type(312)과 N-type(313) 불순물을 이온주입한다. 이는 오믹접합의 접촉저항을 줄이기 위한 것이며, well과 적절히 접촉되는 이온의 에너지로 주입하며, 이어서 RTA(Rapid Thermal Annealing, 급속 열처리)로 열처리하여 불순물을 활성화 시킨다.In ST17 and FIG. 5G of FIG. 4, a pattern corresponding to the contact of the P-well 305 and the N-well 306 is formed using photoresist using photoresist, respectively, and the P-type 312 and the N-type, respectively. (313) Ion implantation of impurities. This is to reduce the contact resistance of the ohmic junction, and is implanted with the energy of ions in proper contact with the well, and then heat treated with Rapid Thermal Annealing (RTA) to activate impurities.

도 4의 ST18 및 도 5g에서, 희생 산화막(311)을 습식식각으로 제거한 후에 게이트 산화막(314)을 성장한다. 이어서 게이트 박막(315)을 증착한다. 저온에서 고농도의 불순물을 주입하는 다결정 박막의 In-situ doped Poly(IDP)층을 증착하여 게이트로 이용한다.In ST18 and FIG. 5G of FIG. 4, the gate oxide film 314 is grown after the sacrificial oxide film 311 is removed by wet etching. The gate thin film 315 is then deposited. In-situ doped Poly (IDP) layer of polycrystalline thin film which injects high concentration of impurities at low temperature is deposited and used as gate.

도 4의 ST19 및 도 5i에서, 포토레지스트를 이용한 광사진전사로 게이트 패턴을 형성하고, 건식식각으로 PMOS와 NMOS용의 게이트(316, 317)를 각각 형성한다.In ST19 and FIG. 5I of FIG. 4, a gate pattern is formed by photophotographic transfer using photoresist, and gates 316 and 317 for PMOS and NMOS are formed by dry etching, respectively.

도 4의 ST20 및 도 5j에서, PMOS Body 접합(318)과 NMOS Body 접합(319)을 형성한다. 즉, 소스와 드레인에 금속실리사이드(318, 319)를 증착하여 오믹접촉을 한다. 이때 전체적으로 금속박막을 증착하여 실리사이드를 형성하면 소스-게이트-드레인에 각각 실리사이드가 자기정렬로 형성된 실리사이드로 공정을 진행할 수 있다. 이러한 실리사이드에는 Co, Ni, Ti의 기본적인 금속박막과 이를 보호하는 TiN, Pt 박막을 multi-layer 구조로 이용한다. 특히 극 미소소자에는 Ni/Pt와 같은 구조의 실리사이드를 적용하면 열특성이 우수하다.In ST20 and 5J of FIG. 4, a PMOS body junction 318 and an NMOS body junction 319 are formed. That is, metal silicides 318 and 319 are deposited on the source and the drain to make ohmic contact. In this case, when the silicide is formed by depositing a metal thin film as a whole, the process may be performed with silicides in which silicides are self-aligned in the source-gate-drain. In such silicide, a basic metal thin film of Co, Ni, Ti, and a TiN, Pt thin film protecting the same are used as a multi-layer structure. In particular, when the silicide having a structure such as Ni / Pt is applied to the extremely micro device, the thermal characteristics are excellent.

도 4의 ST21 및 도 5k에서, 패시베이션(passivation)을 위한 절연막(320)을 증착한다. 이와 같이 제작된 응력을 인가한 Fin채널을 지닌 CMOS의 제작이 간단하고, 재현성과 균일성을 높일 수 있다. Fin 채널의 하부를 이온주입을 통하여 반도체 기판으로 연결시켜 body contact이 가능하다. 이에 따라 hot carrier로 발생된 잉여운반자를 drain시키는 구조가 가능하며, DTMOS 소자구조로 제작하여 구동시키면 소비전력과 동작속도를 flexible하게 조절하는 회로로 적용할 수 있다. In ST21 and FIG. 5K of FIG. 4, an insulating film 320 for passivation is deposited. In this way, the fabrication of CMOS having the Fin channel to which the stress is applied is simple, and the reproducibility and uniformity can be improved. Body contact is possible by connecting the lower part of the fin channel to the semiconductor substrate through ion implantation. Accordingly, it is possible to drain the excess carrier generated by the hot carrier, and to manufacture and drive the DTMOS device structure, it can be applied as a circuit that flexibly adjusts the power consumption and operation speed.

<실시예 3><Example 3>

제 3의 실시예는 도 6 및 도 7a 내지 도 7c에 설명된 바와 같다. The third embodiment is as described in Figures 6 and 7A-7C.

도 6의 ST31 및 도 7a에서는 반도체 기판(401) 위에 산화막(402)과 SOI(403)를 형성하여 사용한다. 이때 산화막의 두께와 SOI의 두께는 위에 제작되는 소자의 소자격리와 body contact의 형성하는데 영향을 미치므로 공정조건에 적합한 두께로 조절된다.In FIG. 6 and FIG. 7A, an oxide film 402 and an SOI 403 are formed and used on the semiconductor substrate 401. At this time, the thickness of the oxide film and the thickness of the SOI affect the device isolation and the formation of the body contact of the device fabricated above, so that it is adjusted to a thickness suitable for the process conditions.

도 6의 ST32 내지 ST41과 도 7b에서는 상기의 도 4 및 도 5a 내지 도 5j에서 설명된 소자구조와 공정순서에 거의 동일한 조건으로 제작된 소자에 대한 것이다. 산화막(402)의 상부에 PMOS well(406)과 NMOS well(407)이 형성되었고, 채널(404)과 게이트 산화막(405), PMOS 게이트(408), NMOS 게이트(409)를 차례로 형성한 형태를 보이고 있다. 또한 PMOS Body(410)와 NMOS Body(411)가 형성되어 있다. SOI를 채용하여 더욱 기판과의 절연효과가 우수하여 RF 회로응용에 유리하고 기판으로 흐 르는 누설전류를 줄일 수 있다. 한편으로는 산화막이 존재하는 SOI 기판의 본질적 문제점으로 열전달 효과가 낮아서 소자의 성능을 저하시킬 수 있는 가능성도 있다.In FIG. 6, ST32 to ST41 and FIG. 7B refer to devices fabricated under almost the same conditions as those of the device structure described in FIGS. 4 and 5A to 5J. The PMOS well 406 and the NMOS well 407 are formed on the oxide film 402, and the channel 404, the gate oxide film 405, the PMOS gate 408, and the NMOS gate 409 are sequentially formed. It is showing. In addition, a PMOS body 410 and an NMOS body 411 are formed. By adopting SOI, the insulation effect from the board is more excellent, which is advantageous for RF circuit application and reduces the leakage current flowing to the board. On the other hand, there is a possibility of lowering the performance of the device due to the low heat transfer effect as an intrinsic problem of the SOI substrate in which the oxide film is present.

도 6의 ST43 및 도 7c에서는 도 7b와 유사하지만 SOI층의 두께를 더욱 얇게 조절하고 PMOS와 NMOS 사이에 소자격리를 위한 산화막(412)을 성장시켜 소자간의 전기적 절연을 확실하게 하는 구조를 보여준다. 이러한 구조에서 SOI의 두께가 수 nm에 까지 감소될 수 있으므로 극미소 채널의 소자에 적용하기에 매우 적합하다.In FIG. 6, ST43 and 7C are similar to those of FIG. 7B, but the structure in which the thickness of the SOI layer is controlled to be thinner and the oxide film 412 for device isolation is grown between the PMOS and the NMOS to ensure electrical insulation between the devices. In this structure, the thickness of the SOI can be reduced to several nm, making it well suited for applications in microchannels.

본 발명에 의한 차세대 반도체 소자로 가능성이 높아지고 있는 3차원 구조의 MOSFET는 대체로 운반자의 이동도를 높여 고속 동작 특성을 개선시키고, 누설 전류가 작으며, 단채널(short channel)에 기인하는 비선형동작 특성을 개선시킨다. 상기의 이종접합 반도체를 적용하는데 있어서, SiGe, SiGeC, GaAs, InP, GaN, SiC와 같은 화합물반도체는 매우 적절히 이용될 수 있다.As a next-generation semiconductor device according to the present invention, a MOSFET having a three-dimensional structure is generally improved by increasing mobility of a carrier to improve high-speed operation characteristics, low leakage current, and nonlinear operation characteristics due to a short channel. Improves. In applying the heterojunction semiconductor described above, compound semiconductors such as SiGe, SiGeC, GaAs, InP, GaN, and SiC can be used as appropriate.

예를 들어, 격자 상수의 차이에 의한 응력이 인가되지 않은 상태에서 Si, Ge, SiC의 에너지 갭(energy gap)은 각각 1.1, 0.7, 2.3 eV 이고, 격자상수는 5.43, 5.64, 4.37Å이다. 실리콘 반도체에서 전자의 이동도는 불순물농도가 1016 cm-3 이하인 경우 1,500 cm2/Vs에 달하지만 도핑 농도가 10 내지 100배로 증가하면 전자의 이동도가 수백 정도로 심하게 감소한다. 이에 반해 SiGe는 자체로 이동도가 1018 cm-3에서 2,000 cm2/Vs로 높고, 부정규형(pseudomorphic)인 경우 밴드 갭(band gap)의 변형으로 운반자의 충돌 단면적이 감소하여 이동도는 3,000-4,000 cm2/Vs 대 로 증가하는 장점을 지니게 된다. 따라서 이종접합 구조를 본 특허의 Fin채널용 에피층에 적용할 수 있다. 이러한 경우 이종접합에서 얻어지는 성능의 향상이 더욱 부가될 것으로 기대된다.For example, the energy gaps of Si, Ge, and SiC are 1.1, 0.7, 2.3 eV, and the lattice constants are 5.43, 5.64, and 4.37 kV, respectively, when no stress due to the difference in lattice constant is applied. In the silicon semiconductor, the electron mobility reaches 1,500 cm 2 / Vs when the impurity concentration is 10 16 cm −3 or less, but when the doping concentration increases by 10 to 100 times, the electron mobility is severely reduced to several hundreds. In contrast, SiGe itself has high mobility from 10 18 cm -3 to 2,000 cm 2 / Vs, and in the case of pseudomorphic, the collision cross-sectional area of the carrier decreases due to deformation of the band gap, resulting in mobility of 3,000 It has the advantage of increasing to -4,000 cm 2 / Vs. Therefore, the heterojunction structure can be applied to the epitaxial layer for the Fin channel of the present patent. In this case, it is expected that the improvement of performance obtained in the heterojunction will be further added.

이에까지 설명한 바와 같이 소자구조를 이용하여 반도체소자를 제작함으로써, 통상의 Si MOS에 비해 전력 소모와 지연 시간의 곱인 값을 감소시킬 수 있고, 3차원 구조로 strained-Fin 채널을 적용한 전류제한 기능으로 인하여 CMOS의 선형특성을 개선시킬 수 있다. 반도체 소자의 극미세 소자화를 템플레이트를 적용한 에피성장의 자기정렬 방식으로 이루는 동시에 1.5V 이하의 저 전압구동, 정확한 임계 전압의 조절, 저 소비전력과 같은 장점을 제공한다. 따라서 수 십 기가비트의 ULSI와 수 십 기가 Hz의 동작 특성으로 메모리소자는 물론이고, 라디오파 집적 회로, 밀리미터파 집적 회로에도 적용이 가능할 것이다. 또한 CPU, 마이크로 프로세서, 광전집적회로, 시스템 온 칩(System-on-Chip) 등의 차세대 융합반도체 소자를 구현하는데 활용될 수 있다.As described above, by fabricating a semiconductor device using the device structure, it is possible to reduce the value of the power consumption and the delay time compared to the conventional Si MOS, and as a current limiting function by applying a strained-fin channel in a three-dimensional structure Therefore, the linear characteristics of the CMOS can be improved. The ultra-miniaturization of semiconductor devices is achieved by epi-growth self-alignment method with template, and it provides advantages such as low voltage drive of less than 1.5V, accurate threshold voltage control and low power consumption. Therefore, the operation characteristics of several tens of gigabit ULSI and several tens of gigahertz may be applicable to not only memory devices, but also radio wave integrated circuits and millimeter wave integrated circuits. It can also be used to implement next-generation converged semiconductor devices such as CPUs, microprocessors, photonic integrated circuits, and system-on-chips.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조 및 그 제조방법은 극 미소화로 인하여 제작이 매우 어려운 45nm급 이하로 기술이 진보하는 반도체 소자의 채널을 자기정렬형 에피성장으로 형성할 수 있는 효과가 있게 된다.As described above, the semiconductor device structure using the self-aligned epitaxial growth layer as a channel and a method of manufacturing the self-aligned channel of a semiconductor device whose technology is advanced to 45 nm or less, which is very difficult to manufacture due to extremely miniaturization. There is an effect that can be formed by the type epi growth.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.Although the above has been described as being limited to the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited thereto and various changes, modifications, and equivalents may be used. Therefore, the present invention can be applied by appropriately modifying the above embodiments, it will be obvious that such application also belongs to the scope of the present invention based on the technical idea described in the claims below.

Claims (14)

반도체 기판 위에 템플레이트 에피층을 성장시키는 제 1 단계와;Growing a template epi layer on the semiconductor substrate; 상기 제 1 단계 후 템플레이트를 성장시키는 제 2 단계와;A second step of growing a template after the first step; 상기 제 2 단계 후 자기정렬된 에피층을 증착시키는 제 3 단계와;A third step of depositing a self-aligned epi layer after the second step; 상기 제 3 단계 후 CMP된 표면을 형성하는 제 4 단계와;A fourth step of forming a CMP surface after the third step; 상기 제 4 단계 후 상기 템플레이트를 제거하고, 산화막을 성장시키는 제 5 단계와;Removing the template after the fourth step and growing an oxide film; 상기 제 5 단계 후 게이트 박막을 증착시키는 제 6 단계와;A sixth step of depositing a gate thin film after the fifth step; 상기 제 6 단계 후 게이트 패턴을 형성하고, 절연막으로 패시베이션하는 제 7 단계;A seventh step of forming a gate pattern after the sixth step and passivating the insulating layer; 를 포함하여 수행하여 MOS 반도체 소자구조를 제조하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that to produce a MOS semiconductor device structure. 청구항 1에 있어서, 상기 제 3 단계는,The method of claim 1, wherein the third step, 실리콘의 가스 소스로 실레인(SiH4), 다이실레인(Si2H6) 및 다이클로로실레인(SiCl2H2) 가스 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 가스를 주요 반응가스로 이용하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.As a gas source of silicon, at least one selected from silane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), and dichlorosilane (SiCl 2 H 2 ) gas is used as a main reaction gas. A method of manufacturing a semiconductor device structure using an alignment epitaxial growth layer as a channel. 청구항 1에 있어서, 상기 제 3 단계는,The method of claim 1, wherein the third step, 불순물의 도핑시 AsH3, PH3, 및 B2H6 중에서 선택된 하나 이상의 가스를 수소가스 또는 헬륨가스에 희석하여 사용하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.Method for manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that at least one gas selected from AsH 3 , PH 3 , and B 2 H 6 is diluted with hydrogen gas or helium gas when doping impurities . 청구항 1에 있어서, 상기 제 5 단계는,The method according to claim 1, wherein the fifth step, 상기 템플레이트의 격자상수에 따라 채널층의 응력상태가 조절되도록 상기 템플레이트의 제거 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that the removal thickness of the template is adjusted so that the stress state of the channel layer is adjusted according to the lattice constant of the template. 청구항 1에 있어서, 상기 제 6 단계는,The method according to claim 1, wherein the sixth step, 상기 게이트 박막에 고농도의 불순물을 in-situ로 도핑하여 IDP층을 증착하여 상기 게이트 박막이 저항이 낮게 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that the gate thin film is doped with a high concentration of impurities in-situ to deposit an IDP layer so that the resistance of the gate thin film is controlled to be low. 반도체 기판 위에 템플레이트 에피층을 성장시키는 제 11 단계와;An eleventh step of growing a template epi layer on the semiconductor substrate; 상기 제 11 단계 후 템플레이트를 성장시키는 제 12 단계와;A twelfth step of growing a template after the eleventh step; 상기 제 12 단계 후 희생 산화막을 형성하고, P-well과 N-well의 이온주입을 수행하는 제 13 단계와;Forming a sacrificial oxide film after the twelfth step and performing ion implantation of the P-well and the N-well; 상기 제 13 단계 후 상기 희생 산화막을 제거하고, 자기정렬된 에피층을 증착시키는 제 14 단계와;Removing the sacrificial oxide film after the thirteenth step and depositing a self-aligned epi layer; 상기 제 14 단계 후 CMP 표면을 제거하는 제 15단계와;A fifteenth step of removing the CMP surface after the fourteenth step; 상기 제 15 단계 후 상기 템플레이트를 제거하고, 희생 산화막을 성장시키는 제 16 단계와;Removing the template after the fifteenth step and growing a sacrificial oxide film; 상기 제 16 단계 후 PMOS Body 접합용 이온주입과 NMOS Body 접합용 이온주입을 수행하는 제 17 단계와;A seventeenth step of performing ion implantation for PMOS body junction and ion implantation for NMOS body junction after the sixteenth step; 상기 제 17 단계 후 상기 희생 산화막을 제거하고, 게이트 산화막을 성장시키며, 게이트 박막을 증착시키는 제 18 단계와;An eighteenth step of removing the sacrificial oxide film, growing a gate oxide film, and depositing a gate thin film after the seventeenth step; 상기 제 18 단계 후 PMOS 게이트와 NMOS 게이트를 형성하는 제 19 단계와;A nineteenth step of forming a PMOS gate and an NMOS gate after the eighteenth step; 상기 제 19 단계 후 PMOS Body 접합과 NMOS Body 접합을 형성하는 제 20 단계와;A twentieth step of forming a PMOS body junction and an NMOS body junction after the nineteenth step; 상기 제 20 단계 후 절연막을 증착시키는 제 21 단계;A twenty-first step of depositing an insulating film after the twentieth step; 를 포함하여 수행하여 CMOS 반도체 소자구조를 제조하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that to produce a CMOS semiconductor device structure. 청구항 6에 있어서, 상기 제 13 단계는,The method according to claim 6, wherein the thirteenth step, 상기 희생 산화막에 두꺼운 절연막을 증착하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, comprising: depositing a thick insulating film on the sacrificial oxide film. 청구항 6에 있어서, 상기 제 16 단계는,The method of claim 6, wherein the sixteenth step, 상기 템플레이트의 격자상수에 따라 채널층의 응력상태가 조절되도록 상기 템플레이트의 제거 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that the removal thickness of the template is adjusted so that the stress state of the channel layer is adjusted according to the lattice constant of the template. 청구항 6에 있어서, 상기 제 18 단계는,The method of claim 6, wherein the eighteenth step, 상기 게이트 박막에 고농도의 불순물을 in-situ로 도핑하여 IDP층을 증착하여 상기 게이트 박막이 저항이 낮게 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that the gate thin film is doped with a high concentration of impurities in-situ to deposit an IDP layer so that the resistance of the gate thin film is controlled to be low. 반도체 기판 위에 산화막과 SOI를 형성하는 제 31 단계와;A thirty first step of forming an oxide film and SOI on the semiconductor substrate; 상기 제 31 단계 후 상기 반도체 기판 위에 템플레이트 에피층을 성장시키는 제 32 단계와;A thirty-second step of growing a template epi layer on the semiconductor substrate after the thirty-first step; 상기 제 32 단계 후 템플레이트를 성장시키는 제 33 단계와;A thirty-third step of growing a template after said thirty-second step; 상기 제 33 단계 후 희생 산화막을 형성하고, P-well과 N-well의 이온주입을 수행하는 제 34 단계와;A thirty-fourth step of forming a sacrificial oxide film after the thirty-third step and performing ion implantation of the P-well and the N-well; 상기 제 34 단계 후 상기 희생 산화막을 제거하고, 자기정렬된 에피층을 증착시키는 제 35 단계와;Removing the sacrificial oxide layer after the thirty-fourth step and depositing a self-aligned epi layer; 상기 제 35 단계 후 CMP 표면을 제거하는 제 36 단계와;Removing the CMP surface after the 35th step; 상기 제 36 단계 후 상기 템플레이트를 제거하고, 희생 산화막을 성장시키는 제 37 단계와;Removing the template after the thirty-sixth step and growing a sacrificial oxide film; 상기 제 37 단계 후 PMOS Body 접합용 이온주입과 NMOS Body 접합용 이온주입을 수행하는 제 38 단계와;A thirty-eighth step of performing ion implantation for PMOS body junction and ion implantation for NMOS body junction after the 37 th step; 상기 제 38 단계 후 상기 희생 산화막을 제거하고, 게이트 산화막을 성장시키며, 게이트 박막을 증착시키는 제 39 단계와;Removing the sacrificial oxide film, growing a gate oxide film, and depositing a gate thin film after the thirty-eighth step; 상기 제 39 단계 후 PMOS 게이트와 NMOS 게이트를 형성하는 제 40 단계와;A 40th step of forming a PMOS gate and an NMOS gate after the 39th step; 상기 제 40 단계 후 PMOS Body 접합과 NMOS Body 접합을 형성하는 제 41 단계와;A forty-first step of forming a PMOS body junction and an NMOS body junction after the forty-second step; 상기 제 41 단계 후 소자격리 산화막을 성장시키는 제 42 단계와;A 42nd step of growing a device isolation oxide film after the 41st step; 상기 제 42 단계 후 절연막을 증착시키는 제 43 단계;A 43rd step of depositing an insulating film after the 42nd step; 를 포함하여 수행하여 SOI-CMOS 반도체 소자구조를 제조하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that to produce a SOI-CMOS semiconductor device structure. 청구항 10에 있어서, 상기 제 34 단계는,The method of claim 10, wherein the 34th step, 상기 희생 산화막에 두꺼운 절연막을 증착하는 것을 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, comprising: depositing a thick insulating film on the sacrificial oxide film. 청구항 10에 있어서, 상기 제 37 단계는,The method of claim 10, wherein the 37 step, 상기 템플레이트의 격자상수에 따라 채널층의 응력상태가 조절되도록 상기 템플레이트의 제거 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that the removal thickness of the template is adjusted so that the stress state of the channel layer is adjusted according to the lattice constant of the template. 청구항 10에 있어서, 상기 제 39 단계는,The method of claim 10, wherein the 39th step, 상기 게이트 박막에 고농도의 불순물을 in-situ로 도핑하여 IDP층을 증착하여 상기 게이트 박막이 저항이 낮게 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 자기정렬 에피성장층을 채널로 이용하는 반도체 소자구조의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device structure using a self-aligned epitaxial growth layer as a channel, characterized in that the gate thin film is doped with a high concentration of impurities in-situ to deposit an IDP layer so that the resistance of the gate thin film is controlled to be low. 삭제delete
KR1020060092657A 2006-09-25 2006-09-25 Manufacture method of semiconductor device structure using self-aligned epitaxial layers KR100839752B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060092657A KR100839752B1 (en) 2006-09-25 2006-09-25 Manufacture method of semiconductor device structure using self-aligned epitaxial layers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060092657A KR100839752B1 (en) 2006-09-25 2006-09-25 Manufacture method of semiconductor device structure using self-aligned epitaxial layers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080027523A KR20080027523A (en) 2008-03-28
KR100839752B1 true KR100839752B1 (en) 2008-06-19

Family

ID=39414396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060092657A KR100839752B1 (en) 2006-09-25 2006-09-25 Manufacture method of semiconductor device structure using self-aligned epitaxial layers

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100839752B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI696290B (en) * 2014-11-26 2020-06-11 南韓商三星電子股份有限公司 Semiconductor device, electronic device and electronic device terminal structure
WO2021086788A1 (en) * 2019-11-01 2021-05-06 Applied Materials, Inc. Cap oxidation for finfet formation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000003208A (en) * 1998-06-26 2000-01-15 김영환 Semiconductor device production method
KR20020054108A (en) * 2000-12-27 2002-07-06 오길록 Apparatus and Fabrication Method of SiGe MODFET with a Metal-Oxide Gate

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000003208A (en) * 1998-06-26 2000-01-15 김영환 Semiconductor device production method
KR20020054108A (en) * 2000-12-27 2002-07-06 오길록 Apparatus and Fabrication Method of SiGe MODFET with a Metal-Oxide Gate

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080027523A (en) 2008-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100810776B1 (en) Method for improving transistor performance through reducing the salicide interface resistance
KR100385857B1 (en) Fabrication Method of SiGe MODFET with a Metal-Oxide Gate
TWI310990B (en) Quantum well transistor using high dielectric constant dielectric layer
US9660081B2 (en) Method to form localized relaxed substrate by using condensation
US9559119B2 (en) High voltage metal oxide semiconductor field effect transistor integrated into extremely thin semiconductor on insulator process
US9515196B2 (en) Relaxed silicon germanium platform for high speed CMOS electronics and high speed analog circuits
US7682916B2 (en) Field effect transistor structure with abrupt source/drain junctions
US6703688B1 (en) Relaxed silicon germanium platform for high speed CMOS electronics and high speed analog circuits
JP4812281B2 (en) Method for manufacturing high mobility heterojunction complementary field effect transistor
US6646322B2 (en) Relaxed silicon germanium platform for high speed CMOS electronics and high speed analog circuits
TWI416632B (en) Methods for fabricating a stressed mos device
US7211458B2 (en) Methods of fabricating strained semiconductor-on-insulator field-effect transistors and related devices
US6593641B1 (en) Relaxed silicon germanium platform for high speed CMOS electronics and high speed analog circuits
US20030077867A1 (en) Relaxed silicon germanium platform for high speed CMOS electronics and high speed analog circuits
US20020125497A1 (en) Relaxed silicon germanium platform for high speed CMOS electronics and high speed analog circuits
US20020123183A1 (en) Relaxed silicon germanium platform for high speed CMOS electronics and high speed analog circuits
KR20090073183A (en) Stressed field effect transistor and method for its fabrication
KR20070069160A (en) A semiconductor device including semiconductor regions having differently strained channel regions and a method of manufacturing the same
WO2023125894A1 (en) Cold-source schottky transistor and preparation process therefor
KR100839752B1 (en) Manufacture method of semiconductor device structure using self-aligned epitaxial layers
JPH10284722A (en) Mosfet and manufacture therefor
KR100709069B1 (en) Heterostructure semiconductor device with increased-drain efficiency of excess carriers and its fabrication method
KR101229526B1 (en) Technique for forming a contact insulation layer with enhanced stress transfer efficiency
US20230420546A1 (en) Transistor with current terminal regions and channel region in layer over dielectric
CN118571758A (en) Field effect transistor structure and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130530

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140528

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee