KR100929634B1 - Semiconductor device and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자 및 그 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명은,반도체 기판의 리세스 게이트 형성 영역 및 소오스/드레인 형성 영역의 오버랩되는 반도체 기판 부분에 절연막이 형성된 것을 포함한다. The present invention discloses a semiconductor device and a method of manufacturing the same. The disclosed invention includes an insulating film formed in a portion of a semiconductor substrate overlapping a recess gate formation region and a source / drain formation region of a semiconductor substrate.
Description
본 발명은 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로 게이트와 소오스/드레인 영역의 오버랩 구간에서 발생하는 전계 현상을 방지할 수 있는 반도체 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can prevent an electric field phenomenon occurring in an overlap period between a gate and a source / drain region.
현재 개발되고 있는 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)이 감소됨에 따라 그에 대응해서 트랜지스터의 채널 길이(channel length)도 감소하고 있는 실정이다.As the design rules of the semiconductor devices currently being developed are reduced, the channel lengths of the transistors are correspondingly reduced.
이러한 추세에서는, 2차원 구조인 평면 게이트를 갖는 트랜지스터로는 특정한 소자에서 요구하는 리프레쉬(refresh) 특성을 맞추기에는 한계가 있기 때문에, 현재에서는, 소자의 리프레쉬 특성을 향상시키기 위한 방안으로, 반도체기판의 활성영역 부분이 돌출된 형상의 돌기형 게이트(Fin Gate)를 갖는 트랜지스터에 대한 연구 및 개발이 진행중이다. In such a trend, since a transistor having a planar gate having a two-dimensional structure has a limit to meet the refresh characteristics required by a specific device, at present, a method for improving the refresh characteristics of the device is to provide a semiconductor substrate. Research and development of a transistor having a fin gate having a protruding shape of an active region portion is in progress.
또한, 반도체 소자의 디자인 룰이 감소함에 따라 트랜지스터의 문턱전압을 확보하기 위하여 게이트 전극물질을 N+ 폴리실리콘에서 P+ 폴리실리콘으로 변화시 키고 있다.In addition, as the design rule of the semiconductor device decreases, the gate electrode material is changed from N + polysilicon to P + polysilicon in order to secure the threshold voltage of the transistor.
이하에서는, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 종래의 기술에 따른 P+ 폴리실리콘을 적용한 돌기형 게이트 구조를 갖는 트랜지스터의 제조방법을 간략하게 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a transistor having a protruding gate structure to which P + polysilicon according to the related art is applied will be briefly described with reference to FIGS. 1A and 1B.
도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b의 X-X'선 및 Y-Y'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views taken along the lines X-X 'and Y-Y' of FIGS. 1A and 1B.
도 1a 및 도 2a를 참조하면, 반도체기판(100)에 공지된 공정에 따라 활성영역(110)을 한정하는 소자분리막(120)을 형성한 후, 상기 반도체기판의 활성영역(110)을 리세스(recess)하여 홈(170H)을 형성한다. 바람직하게, 메인 게이트가 형성되는 활성 영역(110) 부분을 리세스하여 홈(170H)을 형성한다.Referring to FIGS. 1A and 2A, after forming the
그런다음, 상기 홈(170H)에 인접한 소자분리막(120)을 일정 두께 식각하여 활성 영역(110)을 돌출시킨다.Then, the
도 1b 및 도 2b를 참조하면, 상기 돌출된 활성 영역을 포함한 반도체 기판(100) 상에 게이트 절연막(130), P+ 폴리실리콘막(140)과 텅스텐 계열의 막(150) 및 게이트 하드마스크막(160)을 차례로 증착한 후, 이들을 식각하여 상기 홈(170H) 상에 돌기형 게이트(170)를 형성함과 아울러 소자분리막(120) 상에 패싱 게이트(171)을 형성한다.1B and 2B, a gate
그런다음, 상기 게이트가 형성된 반도체기판의 양측 내에 소오스/드레인영역(180,190)을 형성하여, 이로써 P+ 폴리실리콘 돌기형 게이트를 갖는 트랜지스터를 제조한다.Then, source /
그러나, 전술한 바와 같은, 종래의 P+ 폴리실리콘을 적용한 돌기형 게이트는 P+ 폴리실리콘막(140)과 소오스/드레인영역(180,190), 바람직하게는, 홈(170H)에 형성된 P+ 폴리실리콘막(140)과 소오스영역(180) 간의 오버랩되는 부분(101)에서 일함수 차이로 인한 전계(Electric-Field)가 강하게 발생하고 있다.However, as described above, the protruding gate to which the conventional P + polysilicon is applied may include the P +
이러한 현상은, 게이트에 유기된 누설 전류(Gate Induced Drain Leakage; 이하, "GIDL"이라 칭함) 현상을 크게 발생시키고, 그래서, 소자의 리프레쉬(refresh) 특성을 저하시키고 있다. This phenomenon greatly causes a phenomenon of gate induced drain leakage (hereinafter, referred to as "GIDL") in the gate, and thus lowers the refresh characteristics of the device.
본 발명은 홈에 형성된 폴리실리콘막과 소오스/드레인 영역 간의 오버랩되는 부분에 절연막을 형성하여 전계가 발생하는 현상을 방지할 수 있는 반도체 소자 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing an electric field from occurring by forming an insulating film in an overlapping portion between a polysilicon film formed in a groove and a source / drain region, and a method of manufacturing the same.
본 발명은, 반도체 기판의 리세스 게이트 형성 영역 및 소오스/드레인 형성 영역의 오버랩되는 반도체 기판 부분에 절연막이 형성된 반도체 소자를 제공한다.The present invention provides a semiconductor device in which an insulating film is formed in a portion of a semiconductor substrate overlapping a recess gate formation region and a source / drain formation region of a semiconductor substrate.
여기서, 상기 절연막은 상기 리세스 게이트 형성 영역과 소오스 형성 영역 부분이 오버랩되는 부분에 형성된 것을 포함한다.The insulating layer may include a portion formed at a portion where the recess gate forming region and the source forming region overlap.
상기 절연막은 소오스/드레인 형성 영역과 소자분리 영역 부분이 오버랩되는 부분에 절연막이 더 형성된 것을 포함한다.The insulating layer may further include an insulating layer formed at a portion where the source / drain formation region and the device isolation region overlap.
상기 절연막은 소오스 형성 영역과 소자분리 영역 부분이 오버랩되는 부분에 형성된 것을 포함한다.The insulating layer may be formed at a portion where the source formation region and the device isolation region overlap.
상기 절연막은 산화막인 것을 포함한다.The insulating film includes an oxide film.
상기 절연막은 100∼1500Å 높이로 형성된 것을 포함한다.The insulating film includes one formed to a height of 100 to 1500 Å.
상기 절연막은 10∼200Å 두께로 형성된 것을 포함한다.The insulating film includes one formed to a thickness of 10 to 200 Å.
상기 소오스/드레인 영역은 100∼1500Å 깊이로 형성된 것을 포함한다.The source / drain regions include those formed to a depth of 100-1500 Å.
또한, 본 발명은 반도체 기판 내에 소자분리막을 형성하는 단계; 상기 소자분리막 형성된 반도체 기판의 리세스 게이트 형성 영역과 소오스 형성 영역과의 오버랩되는 반도체기판 부분을 식각하는 단계; 상기 식각된 반도체기판 부분에 절연막을 형성하는 단계; 상기 반도체기판의 리세스 게이트 형성 영역을 식각하여 홈을 형성하는 단계; 상기 홈을 포함한 반도체기판 상에 게이트를 형성하는 단계; 및 상기 게이트 양측의 반도체 기판 내에 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계;를 포함하는 반도체 소자의 제조방법.In addition, the present invention comprises the steps of forming an isolation layer in the semiconductor substrate; Etching a portion of the semiconductor substrate overlapping the recess gate formation region and the source formation region of the semiconductor substrate on which the device isolation layer is formed; Forming an insulating film on the etched semiconductor substrate; Etching the recess gate forming region of the semiconductor substrate to form a groove; Forming a gate on the semiconductor substrate including the groove; And forming a source / drain region in the semiconductor substrate at both sides of the gate.
여기서, 상기 리세스 게이트 형성 영역과 소오스 형성 영역과의 오버랩되는 반도체기판 부분을 식각하는 단계는, 상기 소자분리막 부분과 소오스 형성 영역과의 오버랩되는 반도체기판 부분을 식각하는 것을 포함한다.The etching of the portion of the semiconductor substrate overlapping the recess gate forming region and the source forming region may include etching the portion of the semiconductor substrate overlapping the portion of the device isolation layer and the source forming region.
상기 절연막은 산화막으로 형성하는 것을 포함한다.The insulating film includes forming an oxide film.
상기 절연막은 100∼1500Å 높이로 형성하는 것을 포함한다.The insulating film may be formed to a height of 100 to 1500 Å.
상기 절연막은 10∼200Å 두께로 형성하는 것을 포함한다.The insulating film includes a thickness of 10 to 200 ∼.
상기 홈을 형성하는 단계 후, 상기 게이트를 형성하는 단계 전, 상기 홈 양측에 인접한 소자분리막 부분을 식각하여 활성영역 부분을 돌출시키는 단계를 포함 한다.After the forming of the groove, before forming the gate, etching the portion of the device isolation layer adjacent to both sides of the groove to protrude the active region.
상기 게이트를 형성하는 단계 후, 상기 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계 전, 상기 게이트 양측 벽에 스페이서를 형성하는 단계를 포함한다.After forming the gate, and before forming the source / drain regions, forming spacers on both side walls of the gate.
상기 소오스/드레인 영역은 100∼1500Å 깊이로 형성하는 것을 포함한다.The source / drain region may be formed to a depth of 100-1500 Å.
게다가, 본 발명은 반도체기판 내에 소자분리막을 형성하는 단계; 상기 반도체기판의 리세스 게이트 형성 영역을 식각하여 홈을 형성하는 단계; 상기 홈을 포함한 반도체 기판 상에 게이트를 형성하는 단계; 상기 게이트 양측의 반도체기판 내에 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 소오스/드레인 영역이 형성된 반도체기판 상에 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 층간절연막을 식각함과 아울러 상기 소오스/드레인 영역 부분을 식각하여 상기 소오스/드레인 영역을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 식각된 소오스/드레인 영역 부분의 콘택홀 양측 벽에 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 절연막이 형성된 콘택홀 내에 랜딩플러그콘택을 형성하는 단계;를 포함하는 반도체 소자의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of forming an isolation layer in the semiconductor substrate; Etching the recess gate forming region of the semiconductor substrate to form a groove; Forming a gate on the semiconductor substrate including the groove; Forming a source / drain region in the semiconductor substrate at both sides of the gate; Forming an interlayer insulating film on the semiconductor substrate on which the source / drain regions are formed; Etching the interlayer insulating layer and etching the portion of the source / drain region to form a contact hole exposing the source / drain region; Forming an insulating film on walls of both sides of the contact hole of the etched source / drain region; And forming a landing plug contact in the contact hole in which the insulating layer is formed.
여기서, 상기 홈을 형성하는 단계 후, 상기 게이트를 형성하는 단계 전, 상기 홈 양측에 인접한 소자분리막 부분을 식각하여 반도체 기판의 활성영역 부분을 돌출시키는 단계를 포함한다.Here, after forming the groove, and before forming the gate, etching the portion of the device isolation layer adjacent to both sides of the groove to protrude the active region of the semiconductor substrate.
상기 게이트를 형성하는 단계 후, 상기 소오스/드레인 영역을 형성하는 단계 전, 상기 게이트 양측 벽에 스페이서를 형성하는 단계를 포함한다.After forming the gate, and before forming the source / drain regions, forming spacers on both side walls of the gate.
상기 소오스/드레인 영역은 100∼1500Å 깊이로 형성하는 것을 포함한다.The source / drain region may be formed to a depth of 100-1500 Å.
상기 콘택홀 형성시 상기 반도체기판의 소오스/드레인 영역이 100∼1500Å 깊이로 식각되는 것을 포함한다.The source / drain regions of the semiconductor substrate may be etched to a depth of 100 to 1500 Å when the contact holes are formed.
상기 절연막은 10∼200Å 두께로 형성하는 것을 포함한다.The insulating film includes a thickness of 10 to 200 ∼.
본 발명은 게이트의 물질인 폴리실리콘막과 소오스/드레인 영역 간의 오버랩되는 부분에 절연막을 형성함으로써, 상기 폴리실리콘막과 소오스/드레인 영역 간의 오버랩되는 부분에서 일함수 차이로 인하여 발생하는 전계 현상을 방지할 수 있다.The present invention forms an insulating film in an overlapping portion between the polysilicon film, which is a gate material, and the source / drain regions, thereby preventing an electric field phenomenon caused by a work function difference in the overlapping portion between the polysilicon film and the source / drain regions. can do.
따라서, 본 발명은 GIDL 특성을 개선시킬 수 있고, 그래서, 소자의 리프레쉬 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention can improve the GIDL characteristics, and thus can improve the refresh characteristics of the device.
본 발명은 반도체 기판의 리세스 게이트 영역과 소오스/드레인 영역의 오버랩되는 반도체기판 부분에 절연막을 형성된다.According to the present invention, an insulating film is formed in a portion of a semiconductor substrate overlapping a recess gate region and a source / drain region of a semiconductor substrate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.3 is a plan view and a cross-sectional view for explaining a semiconductor device according to the present invention.
도시된 바와 같이, 상기 반도체 소자는 양측 벽에 스페이서(391)를 구비하는 게이트(370)가 형성된 홈(370H) 부분과 소오스/드레인 영역(380,390) 부분, 바람직하게는, 상기 게이트의 물질인 폴리실리막(340)이 형성된 홈 부분(370H)과 소오스 영역(380) 부분의 오버랩되는 부분에 절연막(302)이 형성된다. As shown, the semiconductor device includes a
이처럼, 본 발명은 상기 홈(370H)에 형성된 게이트 물질인 폴리실리콘막과 소오스 영역(380)의 오버랩되는 부분에 절연막(302)이 형성됨으로써, 상기 폴리실리콘막(340) 부분과 소오스 영역(380)의 오버랩되는 부분에 전계를 완화시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the
미설명된 도면 부호 300은 반도체기판을, 320은 소자분리막을, 350은 텅스텐 계열의 막, 360은 하드마스크막을, 371은 패싱 게이트를 각각 나타낸다.
따라서, 본 발명은 전계가 발생함에 따라 나타나는 GIDL 현상을 방지할 수 있고, 그래서, 소자의 리프레쉬 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention can prevent the GIDL phenomenon appearing as the electric field is generated, and thus, the refresh characteristics of the device can be improved.
자세하게, 도 4a 내지 도 4d 및 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 평면도 및 단면도로서, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.In detail, FIGS. 4A to 4D and FIGS. 5A to 5D are plan and cross-sectional views for each process for describing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5d는 도 4a 내지 도 4d의 X-X'선에 따라 절단하여 도시한 단면도이다.5A to 5D are cross-sectional views taken along the line X-X 'of FIGS. 4A to 4D.
도 4a 및 도 5a를 참조하면, 게이트가 형성되는 리세스 게이트 형성 영역(303) 및 소오스/드레인 형성 영역(304,305)을 포함하는 활성영역(310) 및 소자분리영역을 갖는 반도체기판(500)의 소자분리영역 내에 소자분리막(320)을 형성한다.4A and 5A, a semiconductor substrate 500 having an
그런다음, 상기 반도체기판의 활성영역(10) 부분이 돌출되도록 상기 리세스 게이트 형성 영역(503) 양측에 인접한 소자분리막(320) 부분을 식각한다.Then, the portion of the
다음으로, 상기 리세스 게이트 형성 영역(303)과 소오스 형성 영역(304)과의 오버랩되는 반도체기판(300) 부분을 노출시키는 감광막패턴(311)을 형성한다. 상기 감광막패턴(311)은 상기 리세스 게이트 형성 영역(303)과 소오스 형성 영역(304)과의 오버랩되는 반도체기판 부분을 노출시키는 바(bar) 형태로 형성한다.Next, a
도 4b를 및 도 5b를 참조하면, 상기 감광막패턴(311)에 의해 노출된 반도체기판 부분을 식각한다. 상기 반도체기판(300)은 10∼200Å의 폭과 100∼1500Å의 깊이만큼 식각된다.4B and 5B, a portion of the semiconductor substrate exposed by the
상기 식각된 반도체기판을 포함한 반도체기판 상에 산화막 계열의 절연막(302)을 증착한 후, 상기 반도체기판 표면까지 에치백(etch-back)하여, 이를 통해, 리세스 게이트 형성 영역(303)과 소오스 영역(304)의 오버랩되는 부분에 절연막(302)을 형성한다. After depositing an oxide-based insulating
상기 식각된 반도체기판 부분이 10∼200Å의 폭과 100∼1500Å의 깊이를 갖으므로, 상기 절연막(501)은 10∼200Å의 두께와 100∼1500Å의 높이로 형성된다.Since the etched semiconductor substrate portion has a width of 10 to 200 Å and a depth of 100 to 1500 Å, the insulating film 501 is formed to a thickness of 10 to 200 Å and a height of 100 to 1500 Å.
도 4c를 및 5c를 참조하면, 상기 반도체기판의 리세스 게이트 형성 영역(303)을 식각하여 홈(370H)을 형성한 후, 상기 홈(370H) 양측에 인접한 소자분리막(320) 부분을 식각하여 활성영역(310) 부분을 돌출시킨다.4C and 5C, the recess
그런다음, 상기 홈(370H)을 포함한 반도체기판(300) 상에 게이트 절연막(330)과 폴리실리콘막(340) 및 텅스텐 계열의 막(350), 게이트 하드마스크막(360)을 차례로 형성한다. 상기 게이트 절연막(330)은 산화막 계열의 막으로 형성하고, 상기 폴리실리콘막(340)은 P+ 폴리실리콘막으로 형성하며, 상기 게이트 하드마스크막(360)은 질화막 계열의 막으로 형성한다.Next, the
그런다음, 상기 게이트 하드마스크막(360)과 텅스텐 계열의 막(50) 및 폴리 실리콘막(340), 게이트 절연막(330)을 식각하여 상기 홈(370H)을 포함한 반도체기판 상에 게이트(372)를 형성한다.Next, the gate
바람직하게, 상기 홈(370H) 상에는 메인 게이트(370)가 형성되고, 상기 소자분리막(320) 상에는 패싱 게이트(371)가 형성된다.Preferably, a
도 4d를 및 5d를 참조하면, 상기 게이트(372) 양측 벽에 스페이서(391)를 형성한 후, 상기 스페이서(391)가 형성된 게이트(372) 양측의 반도체기판 내에 소오스/드레인 영역(380,390)을 형성한다. 상기 소오스/드레인 영역(380,390)은 100∼1500Å 깊이로 형성한다.4D and 5D, after the
이후, 도시하지는 않았으나, 공지된 일련의 후속 공정을 차례로 진행하여 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 소자를 제조한다.Subsequently, although not shown, a series of subsequent known processes are sequentially performed to manufacture a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
한편, 상기 감광막패턴(311)은 상기 홈(370H) 부분과 소오스 영역(380)의 오버랩되는 부분만을 노출시키는 형태로 형성하는 것에 한정되지 않으며, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 감광막패턴(311)은 상기 홈(370H) 부분과 소오스 영역(380)의 오버랩되는 부분을 포함한 지그재그 타입으로 형성되거나, 또는, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 감광막패턴(311)은 상기 홈(370H) 부분과 소오스 영역(380)의 오버랩되는 부분 및 상기 소자분리막(320)과 소오스 영역(380)의 오버랩되는 부분을 포함한 라인 타입으로 형성된다.On the other hand, the
상기 감광막패턴을 지그재그 타입으로 형성한 경우에는, 상기 홈 부분과 소오스 영역의 오버랩되는 반도체기판 부분에 식각이 이루어지게 지면서, 도 4b에서 도시된 바와 같이, 홈 부분(370H)과 소오스 영역(380)의 오버랩된 부분에 절연 막(302)이 형성된다.When the photoresist pattern is formed in a zigzag type, etching is performed on the semiconductor substrate portion overlapping the groove portion and the source region. As shown in FIG. 4B, the
그리고, 상기 감광막패턴(311)을 라인 타입으로 형성한 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 홈 부분(370H)과 소오스 영역(380)의 오버랩되는 부분 및 상기 소자분리막(320)과 소오스 영역(380)의 오버랩되는 반도체기판 부분에 식각이 이루어지게 되면서, 상기 홈 부분(370H)과 소오스 영역(380) 및 상기 소자분리막(320) 부분과 소오스 영역(380)의 오버랩된 부분에 절연막(302)이 형성된다.When the
상기에 전술한 바와 같이, 본 발명은 상기 홈 부분(370H) 및 소오스/드레인 영역, 바람직하게는, 상기 홈에 형성된 P+ 폴리실리콘막(340) 부분과 소오스영역(380)의 오버랩되는 부분에 상기 절연막(302)을 형성함으로써, 상기 P+ 폴리실리콘막(340)과 소오스영역(380) 간의 오버랩되는 부분에서 일함수 차이로 인해 발생하는 전계 현상을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the
따라서, 본 발명은 GIDL 현상을 개선시킬 수 있고, 그래서, 소자의 리프레쉬 특성을 향상시킬 수 있다. Therefore, the present invention can improve the GIDL phenomenon, and thus can improve the refresh characteristics of the device.
한편, 도 8a 및 도 8c, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 평면도 및 단면도로서, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.8A, 8C, 9A, and 9B are plan and cross-sectional views for each process for describing a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
도 9a 및 도 9b는 도 8a 및 도 8b의 X-X'선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.9A and 9B are cross-sectional views taken along the line X-X 'of FIGS. 8A and 8B.
도 8a 및 도 9a를 참조하면, 리세스 게이트 형성 영역 및 소오스/드레인 형성 영역을 포함하는 활성영역(810) 및 소자분리영역을 갖는 반도체기판(800)의 소 자분리영역 내에 소자분리막(820)을 형성한다.Referring to FIGS. 8A and 9A, an
그런다음, 상기 반도체기판(800)의 리세스 게이트 형성 영역을 식각하여 홈(870H)을 형성한 후, 상기 홈(870H) 양측에 인접한 소자분리막(820) 부분을 식각하여 활성영역(810) 부분을 돌출시킨다.Then, the recess gate forming region of the
다음으로, 상기 홈(870H)을 포함한 반도체기판(800) 상에 게이트 절연막(830)과 폴리실리콘막(840) 및 텅스텐 계열의 막(850), 게이트 하드마스크막(860)을 차례로 형성한다. 상기 게이트 절연막(830)은 산화막 계열의 막으로 형성하고, 상기 폴리실리콘막(840)은 P+ 폴리실리콘막으로 형성하며, 상기 게이트 하드마스크막(860)은 질화막 계열의 막으로 형성한다.Next, a
이어서, 상기 게이트 하드마스크막(860)과 텅스텐 계열의 막(850) 및 폴리실리콘막(840), 게이트 절연막(830)을 식각하여 상기 홈(870H)을 포함한 반도체기판 상에 게이트(872)를 형성한다. 바람직하게, 상기 홈(870H) 상에는 메인 게이트(870)가 형성되고, 상기 소자분리막(820) 상에는 패싱 게이트(871)가 형성된다.Subsequently, the gate
계속해서, 상기 게이트(872) 양측 벽에 스페이서(891)를 형성한 후, 상기 스페이서(891)가 형성된 게이트(872) 양측의 반도체 기판 내에 소오스/드레인 영역(880,890)을 형성한다. 상기 소오스/드레인 영역(880,890)은 100∼1500Å 깊이로 형성한다.Subsequently,
도 8b를 참조하면, 상기 소오스/드레인 영역(880,890)이 형성된 반도체기판 상에 게이트를 덮도록 층간절연막(891)을 형성한 후, 상기 층간절연막(891)을 식각함과 아울러 상기 반도체기판의 상기 소오스/드레인 영역(880,890) 부분을 식각하 여 상기 소오스/드레인 영역을 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 상기 소오스/드레인 영역(880,890) 부분의 식각은 100∼1500Å 깊이가 식각되어지도록 수행한다.Referring to FIG. 8B, after the
그런다음, 상기 콘택홀이 형성된 반도체기판에 산화공정을 수행하여 상기 콘택홀의 표면 상에 10∼200Å 두께를 갖는 산화막(802)을 형성한 후, 상기 콘택홀에서 식각된 소오스/드레인 영역(880,890) 부분의 양측 부분에만 산화막(802)이 존재하도록 상기 산화막을 버티컬 식각(vertical etch)한다.Then, an oxidation process is performed on the semiconductor substrate on which the contact hole is formed to form an
상기 식각된 소오스/드레인 영역 부분의 양측 부분의 존재하는 산화막(802)은 10∼200Å 두께와 100∼1500Å 깊이를 갖게 된다.The
즉, 상기 소자분리막(820) 부분과 소오스 영역(880)의 오버랩되는 부분과 상기 홈(870H) 영역과 소오스/드레인 영역(880,890) 부분에 10∼200Å 두께와 100∼1500Å 깊이를 갖는 산화막(802)이 형성된다.That is, an
다음으로, 상기 산화막(802)이 형성된 콘택홀을 포함한 반도체기판 상에 도전물질을 증착한 후, 상기 도전물질을 평탄화시켜 상기 절연막(802)이 형성된 콘택홀 내에 랜딩플러그콘택(892)을 형성한다.Next, after depositing a conductive material on the semiconductor substrate including the contact hole in which the
이후, 도시하지는 않았으나 공지된 일련의 후속 공정을 차례로 진행하여 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 소자를 제조한다.Subsequently, although not shown, a series of subsequent known processes are sequentially performed to manufacture the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
전술한 바와 같이, 본 발명은 홈 부분(870H)과 소오스/드레인 영역(880,890)의 오버랩되는 부분, 바람직하게는, 상기 홈(870H)에 형성된 P+ 폴리실리콘막(840)과 소오스/드레인 영역(880,890)의 오버랩되는 부분 및 상기 소자분리막(820) 부분과 소오스 영역(880)의 오버랩되는 부분에 산화막(802)을 형성함으로써, 상기 P+ 폴리실리콘막(840)과 소오스영역(880) 간의 오버랩되는 부분에서 일함수 차이로 인해 발생하는 전계 현상을 방지할 수 있게 된다.As described above, the present invention is an overlapping portion of the
따라서, 본 발명은 GIDL 현상을 개선시킬 수 있고, 그래서, 소자의 리프레쉬 특성을 향상시킬 수 있다. Therefore, the present invention can improve the GIDL phenomenon, and thus can improve the refresh characteristics of the device.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.As mentioned above, although the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited thereto, and the following claims are not limited to the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. It can be easily understood by those skilled in the art that can be modified and modified.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 P+ 폴리 돌기형 게이트를 적용한 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 평면도.1A and 1B are plan views for each process for explaining a method of manufacturing a transistor to which a P + poly-protrusion gate according to the prior art is applied.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 P+ 폴리 돌기형 게이트를 적용한 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.2A and 2B are cross-sectional views of processes for explaining a method of manufacturing a transistor to which a P + poly-protrusion gate according to the prior art is applied.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 소자를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to the present invention.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 평면도.4A to 4D are plan views for each process for describing a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.5A through 5D are cross-sectional views illustrating processes of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 감광막 패턴 형성방법을 나타낸 평면도.Figure 6 is a plan view showing a method for forming a photosensitive film pattern according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 감광막 패턴에 의해 형성된 절연막을 나타낸 평면도.7 is a plan view showing an insulating film formed by the photosensitive film pattern according to the present invention.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 평면도.8A and 8B are plan views for each process for explaining a method of manufacturing a semiconductor device, according to the second embodiment of the present invention.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.9A and 9B are cross-sectional views illustrating processes of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
300,800: 반도체기판 302,802: 절연막300, 800:
311,811: 감광막패턴 303: 홈 형성 영역311 and 811: photoresist pattern 303: groove forming region
304: 소오스 형성 영역 305: 드레인 형성 영역304: source forming region 305: drain forming region
310,810: 활성영역 320,820: 소자분리막310, 810:
330,830: 게이트 절연막 340,840: 폴리실리콘막330,830 gate insulating film 340,840 polysilicon film
350,850: 텅스텐 계열의 막 360,860: 게이트 하드마스크막350,850: tungsten-based film 360,860: gate hard mask film
370,870: 메인 게이트 371,871: 패싱 게이트370,870 main gate 371,871 passing gate
372,582: 게이트 380,880: 소오스 영역372,582 gate 380,880 source region
390,890: 드레인 영역 391,891: 스페이서390,890: drain region 391,891: spacer
391,891: 층간절연막 392,892: 랜딩플러그콘택 391,891: Interlayer insulating film 392,892: Landing plug contact
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