KR100909777B1 - Manufacturing Method of Semiconductor Device - Google Patents

Manufacturing Method of Semiconductor Device Download PDF

Info

Publication number
KR100909777B1
KR100909777B1 KR1020060071551A KR20060071551A KR100909777B1 KR 100909777 B1 KR100909777 B1 KR 100909777B1 KR 1020060071551 A KR1020060071551 A KR 1020060071551A KR 20060071551 A KR20060071551 A KR 20060071551A KR 100909777 B1 KR100909777 B1 KR 100909777B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
recess
forming
layer
gate
semiconductor substrate
Prior art date
Application number
KR1020060071551A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080010886A (en
Inventor
황윤택
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
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 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020060071551A priority Critical patent/KR100909777B1/en
Publication of KR20080010886A publication Critical patent/KR20080010886A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100909777B1 publication Critical patent/KR100909777B1/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
    • H01L29/66568Lateral single gate silicon transistors
    • H01L29/66613Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation
    • H01L29/66621Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation using etching to form a recess at the gate location
    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium
    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/02636Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • 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
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42356Disposition, e.g. buried gate electrode
    • H01L29/4236Disposition, e.g. buried gate electrode within a trench, e.g. trench gate electrode, groove gate electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 리세스 내부에 일정두께의 SEG막을 형성함으로써, 리세스의 선폭 조절이 가능하고, 이에 따라 후속 공정인 게이트 패턴 형성시 리세스와 게이트 전극 간의 오버랩 (Overlap) 마진을 확보할 수 있으며, 리세스의 선폭 감소로 인해 발생하는 혼(Horn)도 방지할 수 있어 셀 트랜지스터의 특성 및 신뢰성을 향상시키는 기술을 개시한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and by forming a SEG film having a predetermined thickness inside the recess, the line width of the recess can be adjusted, and thus overlap between the recess and the gate electrode in the subsequent process of forming the gate pattern. Disclosed is a technique for securing margins and preventing horns caused by the reduction of the line width of the recesses, thereby improving the characteristics and reliability of the cell transistors.

Description

반도체 소자의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}Method for manufacturing a semiconductor device {METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법 및 그 문제점을 도시한 평면도, 단면도 및 사진. 1A to 1C are plan views, cross-sectional views and photographs showing a method of manufacturing a semiconductor device and a problem thereof according to the prior art.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>

10, 100 : 반도체 기판 15, 115 : 소자분리막10, 100: semiconductor substrate 15, 115: device isolation film

16 : 활성영역 17, 180 : 게이트 폴리실리콘층16: active region 17, 180: gate polysilicon layer

18, 190 : 게이트 금속층 19, 195 : 게이트 하드마스크층18, 190: gate metal layer 19, 195: gate hard mask layer

20, 200 : 게이트 패턴 25, 210 : 스페이서20, 200: gate pattern 25, 210: spacer

30 : 게이트 전극 110 : 라이너 질화막30 gate electrode 110 liner nitride film

120 : 스크린 산화막 160 : 리세스 120: screen oxide film 160: recess

170a, 170b : SEG막 175 : 산화막 170a, 170b: SEG film 175: oxide film

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 리세스 내부에 일정두께의 SEG막을 형성함으로써, 리세스의 선폭 조절이 가능하고, 이에 따라 후속 공정인 게이트 전극 형성시 리세스와 게이트 전극 간의 오버랩 (Overlap) 마진을 확보할 수 있으며, 리세스의 선폭 감소로 인해 발생하는 혼(Horn)도 방지할 수 있어 셀 트랜지스터의 특성 및 신뢰성을 향상시키는 기술을 개시한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and by forming a SEG film having a predetermined thickness inside the recess, the line width of the recess can be adjusted, and thus overlap between the recess and the gate electrode in the subsequent process of forming the gate electrode. Disclosed is a technique for securing margins and preventing horns caused by the reduction of the line width of the recesses, thereby improving the characteristics and reliability of the cell transistors.

현재 디램 메모리 셀의 고집적화로 인하여 소자의 디자인 룰(design rule)이 감소됨에 따라, 셀 트랜지스터의 크기가 감소되어 트랜지스터의 채널 길이 또한 짧아지고 있다. 채널 길이가 짧아지게 되면, 트랜지스터의 숏채널 효과(Short-Channel Effect)를 심화시켜 문턱 전압을 감소시킨다.As the design rule of the device is reduced due to the high integration of DRAM memory cells, the size of the cell transistor is reduced and the channel length of the transistor is also shortened. As the channel length becomes shorter, the short-channel effect of the transistor is deepened to reduce the threshold voltage.

이에 따라, 종래에는 트랜지스터의 숏채널 효과(Short Channel Effect)로 인하여 문턱 전압이 감소하는 것을 방지하기 위해 채널의 도핑 농도를 증가시켜 원하는 크기의 문턱 전압을 얻을 수 있다. Accordingly, in order to prevent the threshold voltage from decreasing due to the short channel effect of the transistor, a threshold voltage of a desired magnitude may be obtained by increasing the doping concentration of the channel.

그러나, 이러한 채널 도핑 농도의 증가는 소오스 접합부에서의 전계 집중 현상을 유발하고, 누설 전류를 증가시켜 디램 메모리 셀의 리프레쉬 특성을 악화시키는 문제가 있다. However, such an increase in channel doping concentration causes a problem of electric field concentration at the source junction and increases leakage current, thereby degrading the refresh characteristics of the DRAM memory cell.

따라서, 이를 해결하기 위한 방안으로 최근에는 리세스 게이트(recess gate)를 갖는 트랜지스터에 대한 연구가 집중되고 있다.Therefore, in recent years, researches on transistors having recess gates have been concentrated in order to solve this problem.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 리세스 게이트 제조 방법 및 그 문제점을 도시한 평면도, 단면도 및 평면사진이다. 1A to 1C are a plan view, a cross-sectional view, and a plan view showing a recess gate manufacturing method and a problem thereof of a semiconductor device according to the prior art.

도 1a를 참조하면, 소자분리막(15)을 정의하는 활성영역(16) 및 게이트 전극(30)이 구비된 평면도이다. Referring to FIG. 1A, a plan view of an active region 16 and a gate electrode 30 defining an isolation layer 15 is provided.

이때, 활성영역(16)의 반도체 기판을 식각하여 형성된 리세스(미도시)와 게이트 전극(30)간에 오버랩 마진이 확보되지 않아 '40'과 같이 오정렬이 발생하는 문제점이 있다. In this case, since an overlap margin is not secured between the recess (not shown) formed by etching the semiconductor substrate of the active region 16 and the gate electrode 30, misalignment may occur, such as '40'.

도 1b를 참조하면, 상기 '도 1a'의 X - X'에 따른 절단면을 도시한 단면도로써, 소자분리막(15)이 구비된 반도체 기판(10)을 식각하여 리세스(미도시)를 형성한다. Referring to FIG. 1B, a cross-sectional view of the cutting plane taken along the line 'X-X' of FIG. 1A is used to etch a semiconductor substrate 10 including the device isolation layer 15 to form a recess (not shown). .

다음에, 상기 리세스(미도시)를 매립하는 게이트 폴리실리콘층(17), 게이트 금속층(18) 및 게이트 하드마스크층(19)의 적층구조를 형성한 후 식각하여 게이트 패턴(20)을 형성한다. Next, a stacked structure of the gate polysilicon layer 17, the gate metal layer 18, and the gate hard mask layer 19 filling the recess (not shown) is formed and then etched to form the gate pattern 20. do.

그 다음에, 게이트 패턴(20)을 포함한 전체 상부에 스페이서층을 형성한 후 전면 식각하여 스페이서(25)가 구비되는 리세스 게이트(30)를 형성한다. Next, the spacer layer is formed on the entire surface including the gate pattern 20 and then etched to form a recess gate 30 including the spacer 25.

이때, 상기 리세스(미도시)와 게이트 전극 간에 오버랩 마진(Overlap Margin)이 확보되지 않아 '40'과 같이 오정렬된 리세스 게이트(30)가 형성되는 문제점이 있다. In this case, an overlap margin is not secured between the recess (not shown) and the gate electrode, thereby forming a misaligned recess gate 30 such as '40'.

도 1c를 참조하면, 리세스 게이트가 형성된 모습을 도시한 SEM 사진으로, 리세스(미도시)와 게이트 전극 간에 '40'과 같이 오정렬(Misalign)이 발생된 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 1C, a SEM image showing a recess gate is formed, and it can be seen that misalignment occurs, such as '40', between a recess (not shown) and the gate electrode.

상술한 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법에서, 디자인 룰이 감소되면서 리세스의 선폭이 감소되고, 리세스의 깊이가 깊어짐에 따라 리세스와 게이트 전극 간에 오버랩 마진이 확보되지 않아 오정렬이 발생하는 문제점이 있다. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the related art described above, the line width of the recess is reduced as the design rule is reduced, and the overlap margin is not secured between the recess and the gate electrode as the depth of the recess is deep, thereby causing misalignment. There is this.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 리세스 내부에 일정두께의 SEG막을 형성함으로써, 리세스의 선폭 조절이 가능하고, 이에 따라 후속 공정인 게이트 전극 형성시 리세스와 게이트 전극 간의 오버랩 (Overlap) 마진을 확보할 수 있으며, 리세스의 선폭 감소로 인해 발생하는 혼(Horn)도 방지할 수 있어 셀 트랜지스터의 특성 및 신뢰성을 향상시키는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above problem, by forming a SEG film having a predetermined thickness inside the recess, it is possible to adjust the line width of the recess, thereby securing an overlap margin between the recess and the gate electrode when forming the gate electrode, which is a subsequent process. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can prevent a horn generated due to a decrease in line width of a recess, thereby improving characteristics and reliability of a cell transistor.

본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 Method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention

활성영역을 정의하는 소자분리막이 구비된 반도체 기판 상부에 패드 산화막을 형성하는 단계와,Forming a pad oxide layer on the semiconductor substrate having the device isolation layer defining an active region;

상기 패드 산화막 및 반도체 기판을 식각하여 리세스를 형성하는 단계와,Etching the pad oxide layer and the semiconductor substrate to form a recess;

상기 리세스 내부에 노출된 반도체 기판의 실리콘층을 성장시켜 SEG막을 형성하는 단계와,Growing a silicon layer of the semiconductor substrate exposed inside the recess to form an SEG film;

상기 리세스 내부에 게이트 산화막을 형성하는 단계와,Forming a gate oxide film in the recess;

상기 리세스를 포함하는 반도체 기판 전체 상부에 게이트 물질층을 형성한 후 식각하여 게이트 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,And forming a gate pattern by forming a gate material layer over the entire semiconductor substrate including the recess and then etching the gate material layer.

활성영역을 정의하는 소자분리막이 구비된 반도체 기판 상부에 패드 산화막을 형성하는 단계와,Forming a pad oxide layer on the semiconductor substrate having the device isolation layer defining an active region;

상기 패드 산화막 및 반도체 기판을 식각하여 리세스를 형성하는 단계와Etching the pad oxide layer and the semiconductor substrate to form a recess;

상기 리세스 저부에 산화막을 형성한 후 노출된 반도체 기판의 실리콘층을 성장시켜 일정두께의 SEG막을 형성하는 단계와,Forming an oxide film on the bottom of the recess and growing a silicon layer of the exposed semiconductor substrate to form a SEG film having a predetermined thickness;

상기 리세스 내부에 게이트 산화막을 형성하는 단계와,Forming a gate oxide film in the recess;

상기 리세스를 포함하는 반도체 기판 전체 상부에 게이트 물질층을 형성한 후 식각하여 게이트 패턴을 형성하는 단계와,Forming a gate pattern by forming a gate material layer over the entire semiconductor substrate including the recess and then etching the gate material layer;

상기 리세스의 깊이는 100 내지 2000Å인 것과, The depth of the recess is 100 to 2000 microns;

상기 SEG막은 750 내지 820℃의 온도에서 형성하는 것과, The SEG film is formed at a temperature of 750 to 820 ℃,

상기 SEG막의 두께는 300 내지 700Å인 것과, The thickness of the SEG film is from 300 to 700Å,

상기 SEG막은 B, BF2 또는 이들의 조합 중 선택된 어느 하나를 사용하여 도핑시키는 단계를 더 포함하는 것과, The SEG film further comprises the step of doping using any one selected from B, BF2 or a combination thereof,

상기 리세스 저부에 산화막을 형성하는 단계는 상기 리세스를 포함하는 반도체 기판 전체 상부에 산화막을 형성하고, 전면 식각으로 상기 리세스 저부에만 산화막을 남기는 단계를 더 포함하는 것과, The forming of the oxide film on the bottom of the recess further includes forming an oxide film over the entire semiconductor substrate including the recess, and leaving an oxide film only on the bottom of the recess by full etching.

상기 산화막은 PE-TEOS, LP-TEOS, HDP, SOD 또는 이들의 조합 중 선택된 어느 하나로 형성하는 것과, The oxide film is formed of any one selected from PE-TEOS, LP-TEOS, HDP, SOD or a combination thereof,

상기 산화막은 리세스 저부로부터 1/2 내지 2/3 정도 남겨지는 것을 특징으 로 한다. The oxide film is characterized in that it is left 1/2 to 2/3 from the bottom of the recess.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 1 실시예 따른 반도체 소자의 리세스 게이트 형성 방법을 도시한 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of forming a recess gate in a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 활성영역을 정의하는 소자분리막(115) 및 활성영역과 소자분리막(115) 경계면에 측벽 산화막(미도시) 및 라이너 질화막(110) 구비된 반도체 기판(100) 상부에 패드 산화막(120)을 형성한다. Referring to FIG. 2A, a pad oxide layer is formed on an upper portion of a semiconductor substrate 100 having a device isolation layer 115 defining an active region and a sidewall oxide layer (not shown) and a liner nitride layer 110 formed at an interface between the active region and the device isolation layer 115. Form 120.

도 2b를 참조하면, 반도체 기판(100) 상부에 리세스 영역을 정의하는 하드마스크층 패턴(미도시)을 형성한다. Referring to FIG. 2B, a hard mask layer pattern (not shown) defining a recessed region is formed on the semiconductor substrate 100.

다음에. 하드마스크층 패턴(미도시)을 식각 마스크로 패드 산화막(120) 및 반도체 기판(100)을 식각하여 리세스(160)를 형성한다. Next. The recess 160 is formed by etching the pad oxide layer 120 and the semiconductor substrate 100 by using a hard mask layer pattern (not shown) as an etch mask.

이때, 상기 하드마스크층 패턴(미도시)은 비정질 탄소층(A-Carbon) 및 실리콘 산화질화막(SiON)의 적층 구조이며, 리세스(160)는 1000 내지 2000Å의 깊이로 형성한다. In this case, the hard mask layer pattern (not shown) is a laminated structure of an amorphous carbon layer (A-Carbon) and silicon oxynitride layer (SiON), the recess 160 is formed to a depth of 1000 to 2000Å.

도 2c를 참조하면, 리세스(160) 내부에 노출된 반도체 기판(100)의 실리콘층을 성장시켜 SEG(Silicon Epitaxial Growth)막(170a)을 형성한다. Referring to FIG. 2C, a silicon layer of the semiconductor substrate 100 exposed inside the recess 160 is grown to form a silicon epitaxial growth (SEG) film 170a.

이때, 반도체 기판(100) 상부에는 패드 산화막(120)이 형성되어 있으므로, 리세스(160) 내부에만 SEG막(170a)이 성장된다. In this case, since the pad oxide film 120 is formed on the semiconductor substrate 100, the SEG film 170a is grown only in the recess 160.

여기서, SEG막(170a)은 480 내지 820℃의 온도에서 300 내지 700Å의 두께로 형성된다. Here, the SEG film 170a is formed to a thickness of 300 to 700 kPa at a temperature of 480 to 820 ° C.

다음에, B, BF2 또는 이들의 조합 중 선택된 어느 하나를 사용하여 도핑시키는 단계를 더 포함한다. Next, the method further comprises doping using any one selected from B, BF2, or a combination thereof.

상기 도핑 공정은 언도프드(Undoped) 또는 채널 도핑(Channel Doping) 농도로 하고, 인시투(In-situ) 또는 익스 시투(Ex-situ) 공정으로 진행하는 것이 바람직하다. The doping process may be performed in an undoped or channel doping concentration, and proceeded to an in-situ or ex-situ process.

도 2d를 참조하면, 리세스(160) 내부에 게이트 산화막(미도시)을 형성하고, 리세스(160)를 포함하는 반도체 기판(100) 전체 상부에 게이트 폴리실리콘층(180), 게이트 금속층(190) 및 게이트 하드마스크층(195)의 적층구조를 형성한 후 식각하여 게이트 패턴(200)을 형성한다. Referring to FIG. 2D, a gate oxide layer (not shown) is formed in the recess 160, and the gate polysilicon layer 180 and the gate metal layer are formed on the entire semiconductor substrate 100 including the recess 160. The gate pattern 200 is formed by forming a stacked structure of the layer 190 and the gate hard mask layer 195 and etching the same.

다음에, 게이트 패턴(200)을 포함하는 전체 상부에 스페이서층(미도시)를 형성하고, 전면식각 공정을 수행하여 측벽에 질화막 스페이서(210)가 구비된 리세스 게이트를 형성한다. Next, a spacer layer (not shown) is formed over the entire surface including the gate pattern 200, and a recess gate including the nitride layer spacer 210 is formed on the sidewall by performing a front side etching process.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 2 실시예 따른 반도체 소자의 리세스 게이트 형성 방법을 도시한 단면도이다.3A and 3B are cross-sectional views illustrating a method of forming a recess gate of a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.

도 3a를 참조하면, 상기 '도 2a' 및 '도 2b'와 동일한 공정으로 형성된 리세스(160)가 구비된 반도체 기판(100) 전체 상부에 리세스(160)가 매립되도록 산화막(미도시)을 형성한다. Referring to FIG. 3A, an oxide layer (not shown) may be formed so that the recess 160 is buried in the entire upper portion of the semiconductor substrate 100 having the recess 160 formed in the same process as in FIGS. 2A and 2B. To form.

다음에, 전면 식각 또는 평탄화 식각공정으로 산화막(미도시)을 식각하여 리세스(160) 저부에만 산화막(175)이 남겨지도록 한다. Next, the oxide layer (not shown) is etched by the entire surface etching or the planarization etching process so that the oxide layer 175 is left only at the bottom of the recess 160.

여기서, 산화막(175)은 PE-TEOS, LP-TEOS, HDP, SOD 또는 이들의 조합 중 선택된 어느 하나로 형성하며, 산화막(175) 식각 공정은 리세스(160) 저부로부터 1/2 내지 2/3 정도의 두께가 남겨지도록 수행한다. Here, the oxide film 175 is formed of any one selected from PE-TEOS, LP-TEOS, HDP, SOD, or a combination thereof, and the etching process of the oxide film 175 is 1/2 to 2/3 from the bottom of the recess 160. The thickness is left to the left.

그 다음에, 리세스(160) 내부에 산화막(175)이 형성되지 않아 노출된 반도체 기판(100)의 실리콘층을 성장시켜 SEG막(170b)을 형성한다.Next, an oxide film 175 is not formed in the recess 160, so that the silicon layer of the exposed semiconductor substrate 100 is grown to form the SEG film 170b.

이때, 반도체 기판(100) 상부에는 패드 산화막(125)가 형성되어 있으며, 리세스(160) 저부에는 산화막(175)가 매립되어 있으므로, 리세스(160) 상부의 측벽 일부에만 SEG막(170b)가 성장된다. In this case, since the pad oxide film 125 is formed on the semiconductor substrate 100, and the oxide film 175 is buried in the bottom of the recess 160, the SEG film 170b is formed only on a part of the sidewall of the recess 160. Is grown.

도 3b를 참조하면, 리세스(160) 내부에 게이트 산화막(미도시)을 형성하고, 리세스(160)를 포함하는 반도체 기판(100) 전체 상부에 게이트 폴리실리콘층(180), 게이트 금속층(190) 및 게이트 하드마스크층(195)의 적층구조를 형성한 후 식각하여 게이트 패턴(200)을 형성한다. Referring to FIG. 3B, a gate oxide layer (not shown) is formed in the recess 160, and the gate polysilicon layer 180 and the gate metal layer are formed on the entire semiconductor substrate 100 including the recess 160. The gate pattern 200 is formed by forming a stacked structure of the layer 190 and the gate hard mask layer 195 and etching the same.

다음에, 게이트 패턴(200)을 포함하는 전체 상부에 스페이서층(미도시)를 형성하고, 전면 식각 공정을 수행하여 측벽에 질화막 스페이서(210)가 구비된 리세스 게이트를 형성한다. Next, a spacer layer (not shown) is formed over the entire surface including the gate pattern 200, and a recess gate including the nitride layer spacer 210 is formed on the sidewall by performing an entire surface etching process.

본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 리세스 내부에 일정두께의 SEG막을 형성함으로써, 리세스의 선폭 조절이 가능하고, 이에 따라 후속 공정인 게이트 전극 형성시 리세스와 게이트 전극 간의 오버랩 (Overlap) 마진을 확보할 수 있으며, 리세스의 선폭 감소로 인해 발생하는 혼(Horn)도 방지할 수 있어 셀 트랜지스 터의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, by forming a SEG film having a predetermined thickness inside the recess, the line width of the recess can be adjusted, and thus, an overlap margin between the recess and the gate electrode when forming the gate electrode, which is a subsequent process, is formed. In addition, the horn generated due to the reduction of the line width of the recess can be prevented, thereby improving the characteristics and reliability of the cell transistor.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.

Claims (9)

삭제delete 활성영역을 정의하는 소자분리막이 구비된 반도체 기판 상부에 패드 산화막을 형성하는 단계;Forming a pad oxide layer on the semiconductor substrate having the device isolation layer defining an active region; 상기 패드 산화막 및 반도체 기판을 식각하여 리세스를 형성하는 단계;Etching the pad oxide layer and the semiconductor substrate to form a recess; 상기 리세스 저부에 산화막을 형성한 후 노출된 반도체 기판의 실리콘층을 성장시켜 일정두께의 SEG막을 형성하는 단계;Forming an oxide film on the bottom of the recess and growing a silicon layer of the exposed semiconductor substrate to form a SEG film having a predetermined thickness; 상기 리세스 내부에 게이트 산화막을 형성하는 단계; 및Forming a gate oxide film in the recess; And 상기 리세스를 포함하는 반도체 기판 전체 상부에 게이트 물질층을 형성한 후 식각하여 게이트 패턴을 형성하는 단계를 포함하되,Forming a gate pattern by forming a gate material layer over the entire semiconductor substrate including the recess and then etching the same; 상기 리세스 저부에 산화막을 형성하는 단계는Forming an oxide film on the bottom of the recess 상기 리세스를 포함하는 반도체 기판 전체 상부에 산화막을 형성하는 단계; 및Forming an oxide film over the entire semiconductor substrate including the recess; And 전면 식각으로 상기 리세스 저부에만 산화막을 남기는 단계Leaving an oxide layer only at the bottom of the recess by full etching 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. Method of manufacturing a semiconductor device comprising a. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 리세스의 깊이는 100 내지 2000Å인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The depth of the recess is 100 to 2000Å, the manufacturing method of a semiconductor device. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 SEG막은 750 내지 820℃의 온도에서 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The SEG film is a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that formed at a temperature of 750 to 820 ℃. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 SEG막의 두께는 300 내지 700Å인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The SEG film has a thickness of 300 to 700 GPa. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 SEG막은 B, BF2 또는 이들의 조합 중 선택된 어느 하나를 사용하여 도핑시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. The SEG film further comprises the step of doping using any one selected from B, BF2 or a combination thereof. 삭제delete 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 산화막은 PE-TEO, LP-TEOS, HDP, SOD 또는 이들의 조합 중 선택된 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. The oxide film is a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that formed by any one selected from PE-TEO, LP-TEOS, HDP, SOD or a combination thereof. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 산화막은 리세스 저부로부터 1/2 내지 2/3 정도 남겨지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. The oxide film is a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that about 1/2 to 2/3 from the bottom of the recess.
KR1020060071551A 2006-07-28 2006-07-28 Manufacturing Method of Semiconductor Device KR100909777B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060071551A KR100909777B1 (en) 2006-07-28 2006-07-28 Manufacturing Method of Semiconductor Device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060071551A KR100909777B1 (en) 2006-07-28 2006-07-28 Manufacturing Method of Semiconductor Device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080010886A KR20080010886A (en) 2008-01-31
KR100909777B1 true KR100909777B1 (en) 2009-07-29

Family

ID=39222813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060071551A KR100909777B1 (en) 2006-07-28 2006-07-28 Manufacturing Method of Semiconductor Device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100909777B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102047097B1 (en) 2012-10-25 2019-11-20 삼성전자주식회사 Method for manufacturing semiconductor devices

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040051584A (en) * 2001-08-10 2004-06-18 실리코닉스 인코퍼레이티드 Mis device having a trench gate electrode and method of making the same
KR20050004352A (en) * 2003-07-02 2005-01-12 삼성전자주식회사 Recess type transistor and method for manufacturing the same
KR20060077546A (en) * 2004-12-30 2006-07-05 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing semiconductor device
KR20070112557A (en) * 2006-05-22 2007-11-27 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040051584A (en) * 2001-08-10 2004-06-18 실리코닉스 인코퍼레이티드 Mis device having a trench gate electrode and method of making the same
KR20050004352A (en) * 2003-07-02 2005-01-12 삼성전자주식회사 Recess type transistor and method for manufacturing the same
KR20060077546A (en) * 2004-12-30 2006-07-05 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing semiconductor device
KR20070112557A (en) * 2006-05-22 2007-11-27 주식회사 하이닉스반도체 Method for manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080010886A (en) 2008-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100745894B1 (en) Method for forming recess gate of semiconductor device
US11088248B2 (en) LDD-free semiconductor structure and manufacturing method of the same
KR100801315B1 (en) Method of fabricating semiconductor device with the finfet transistor
KR100668856B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP2008294395A (en) Semiconductor element, and manufacturing method thereof
US7541641B2 (en) Gate structure in a trench region of a semiconductor device and method for manufacturing the same
KR100909777B1 (en) Manufacturing Method of Semiconductor Device
KR100866713B1 (en) Semiconductor device and method for forming the same
KR20090066479A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
KR100905168B1 (en) Semiconductor device and method for forming the same
KR101057189B1 (en) Transistor for suppressing short channel effect and manufacturing method thereof
KR100620642B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100745939B1 (en) Method for forming semiconductor device
KR100743627B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR20070071617A (en) Method for forming recess gate of semiconductor devices
US20110024837A1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR100745924B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100701700B1 (en) Transistor and method for fabricating the same
KR100799112B1 (en) Method for manufacturing transistor in semiconductor device
KR100636934B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100649836B1 (en) Method for forming isolation of semiconductor device
KR101194742B1 (en) Method for forming semiconductor device
KR100905183B1 (en) The Method for Manufacturing Semiconductor Device
KR20080084259A (en) Method for manufacturing of semiconductor device
JP2018133475A (en) Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee