KR100954907B1 - 반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에서는 반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법에 대해 개시된다.
실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴은 반도체 기판 상에 액티브 영역을 정의하는 소자 분리막; 상기 액티브 영역 상에 형성된 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극과 소자 분리막 사이에 형성된 제1 영역과, 적어도 일부분이 상기 소자 분리막을 사이에 두고 상기 게이트 전극과 이격되어 형성된 제3 영역과, 상기 제1 영역과 제3 영역을 전기적으로 연결하는 제2 영역에 형성되는 소스/드레인 영역이 포함된다.
반도체 소자

Description

반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법{TEST PATTERN OF SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
실시예에서는 반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법에 대해 개시된다.
반도체 소자가 소형화됨에 따라 다양한 기생 효과(Parasitic Effect)들이 발생되고 있으며, 이러한 기생 효과를 정확하게 파악하는 것이 중요한 요소 중 하나로 대두되고 있다.
한편, 트랜지스터에서 중요하게 여겨지는 파라미터 중 하나가 액티브 영역의 게이트 전극에서 소자분리막까지의 거리이며, 이 거리가 줄어들수록 액티브 영역과 소자분리막의 물질 차이로 인한 스트레스가 증대되고, 결과적으로 채널의 전자 이동도에 영향을 미치게 된다.
도 1은 종래의 트랜지스터의 특성을 검사하기 위한 테스트 패턴을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 반도체 기판(100) 상에 소자분리막(10)이 형성되어 액티브 영역이 정의된다. 상기 액티브 영역상에는 게이트 전극(20)이 형성되고 상기 게이트 전극(20)의 양측에 소스/드레인 영역(30)이 형성된다.
상기 게이트 전극(20)을 포함하는 반도체 기판(100) 상에는 층간 절연막(50)이 형성되고, 상기 층간 절연막(50)을 관통하여 상기 소스/드레인 영역(30)과 전기적으로 연결되는 콘택 플러그(40)가 형성된다. 상기 콘택 플러그(40)는 금속 배선(60)과 전기적으로 연결된다.
한편, 도 1에 도시된 테스트 패턴을 게이트 전극(20)과 소자 분리막(10)까지의 거리가 감소되도록 설계함으로써, 액티브 영역과 소자 분리막의 물질 차이로 인한 스트레스를 포함한 다양한 특성들에 대해 검증이 가능하다.
그러나, 종래의 테스트 패턴은 게이트 전극(20)과 소자 분리막(10) 사이에 콘택 플러그(40)가 배치되기 때문에, 상기 게이트 전극(20)으로부터 소자 분리막(10) 사이의 거리를 콘택 플러그(40)의 사이즈 보다 작게 형성하는 것이 불가능하다.
따라서, 게이트 전극(20)과 소자 분리막(10) 사이의 거리 변화에 따른 다양한 특성들에 대해 검증하는 것이 불가능하다.
실시예는 반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예는 게이트 전극에서 소자 분리막까지의 거리가 짧은 경우의 트랜지스터 특성을 검증할 수 있는 반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴은 반도체 기판 상에 액티브 영역을 정의하는 소자 분리막; 상기 액티브 영역 상에 형성된 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극과 소자 분리막 사이에 형성된 제1 영역과, 적어도 일부분이 상기 소자 분리막을 사이에 두고 상기 게이트 전극과 이격되어 형성된 제3 영역과, 상기 제1 영역과 제3 영역을 전기적으로 연결하는 제2 영역에 형성되는 소스/드레인 영역이 포함된다.
실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴 제조방법은 반도체 기판 상에 액티브 영역을 정의하는 소자 분리막을 형성하는 단계; 및 상기 액티브 영역 상에 형성된 게이트 전극 및 소스/드레인 영역을 형성하는 단계가 포함되고, 상기 소스/드레인 영역은 상기 게이트 전극과 소자 분리막 사이에 형성된 제1 영역과, 적어도 일부분이 상기 소자 분리막을 사이에 두고 상기 게이트 전극과 이격되어 형성된 제3 영역과, 상기 제1 영역과 제3 영역을 전기적으로 연결하는 제2 영역이 포함된다.
실시예는 반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
실시예는 게이트 전극에서 소자 분리막까지의 거리가 짧은 경우의 트랜지스터 특성을 검증할 수 있는 반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴의 평면도이고, 도 3은 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴의 단면도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 반도체 소자의 테스트 패턴은 반도체 기판(100) 상에 액티브 영역을 정의하는 소자 분리막(10)이 형성되고, 상기 액티브 영역 상에 게이트 절연막 및 사이드월 스페이서를 포함하는 게이트 전극(20)이 형성된다.
상기 게이트 전극(20)의 양측에는 소스/드레인 영역(30)이 형성된다.
상기 소스/드레인 영역(30)은 상기 게이트 전극(20)과 소자 분리막(10) 사이에 형성된 제1 영역(31)과, 적어도 일부분이 상기 소자 분리막(10)을 사이에 두고 상기 게이트 전극(20)과 이격되어 형성된 제3 영역(33) 및 상기 제1 영역(31)과 제3 영역(33)을 연결하는 제2 영역(32)이 포함된다.
상기 제1 영역(31)은 상기 게이트 전극(20)에서 소자 분리막(10)까지의 거리가 짧은 경우의 트랜지스터 특성을 검증할 수 있도록 하고, 상기 제3 영역(33)은 콘택 플러그(40)가 형성될 수 있는 공간을 제공한다. 그리고, 상기 제2 영역(32)은 상기 제1 영역(31)과 제3 영역(33)을 전기적으로 연결한다.
실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴은 콘택 플러그(40)가 형성되는 소스/드레인 영역의 제3 영역(33)을 게이트 전극(20)과 소자 분리막(10) 사이의 외측으로 배치함으로써 게이트 전극(20)과 소자 분리막(10) 사이의 거리를 짧게 형성할 수 있다.
실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴에서 상기 게이트 전극(20)과 소자 분리막(10) 사이의 제1 영역(31)의 길이(L1)는 0.08-0.15㎛로 형성할 수 있다. 상기 소자 분리막(10)의 외측에 배치된 제3 영역(31)의 길이(L2)는 상기 제1 영역(31)의 길이(L1) 보다 큰 0.3㎛로 형성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 영역(31)과 제3 영역(33)을 연결하는 제2 영역(32)의 길이(L2)는 0.3~0.4㎛로 형성할 수 있다.
또한, 상기 제2 영역(32)의 폭(D1)은 상기 제3 영역(33)의 폭(D2) 보다 작게 형성된다. 예를 들어, 상기 제2 영역(32)의 폭(D1)은 상기 제3 영역(33)의 폭(D2)의 10~20% 정도로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2 영역(32)은 저항 성분을 줄이기 위해 실리사이드화 되도록 할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴의 제조방법을 설명하는 도면이다. 이하에서는 도 2 와 도 3을 함께 참조하여 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 먼저, 반도체 기판(100) 상에 액티브 영역을 정의하는 소자 분리막(10)을 형성한다.
상기 소자 분리막(10)은 액티브 영역 방향으로 돌출되도록 형성되어 상기 액티브 영역이 게이트 전극(20)이 형성되는 제1 영역(31)과 제3 영역(33)으로 구분되 도록 형성된다.
상기 액티브 영역 방향으로 돌출되도록 형성된 소자 분리막(10)은 소정 간격 이격되어 형성됨으로써 상기 제1 영역(31)과 제3 영역(33)이 서로 연결될 수 있도록 한다.
도 5를 참조하면, 상기 액티브 영역 상에 게이트 전극(20) 및 소스/드레인 영역(30)을 형성한다. 상기 게이트 전극(20)의 형성을 위한 게이트 절연막, 폴리 실리콘의 도포, 포토 리소그라피 공정, 소스/드레인 영역의 불순물 주입 공정 등은 종래의 공지된 기술을 이용하여 형성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 게이트 전극(20)을 포함하는 반도체 기판(100) 상에 층간 절연막(50)을 형성하고, 비아 홀을 형성하여 콘택 플러그(40)를 형성한다.
그리고, 상기 층간 절연막(50) 상에 금속 배선(60)을 형성하여, 상기 콘택 플러그(40)와 금속 배선(60)이 전기적으로 연결되도록 한다.
실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴 및 그 제조방법은 게이트 전극(20)과 소자 분리막(10) 사이의 거리가 짧은 경우의 트랜지스터 특성을 검증하기 위하여 소자 분리막(10)의 외측에 배치된 소스/드레인 영역(30)에 콘택 플러그(40)를 형성함으로써 정확한 트랜지스터의 성능을 검증할 수 있다.
도 1은 종래의 트랜지스터의 특성을 검사하기 위한 테스트 패턴을 예시한 도면.
도 2는 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴의 평면도.
도 3은 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴의 단면도.
도 4 내지 도 6은 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 패턴의 제조방법을 설명하는 도면.

Claims (10)

  1. 반도체 기판 상에 액티브 영역을 정의하는 소자 분리막;
    상기 액티브 영역 상에 형성된 게이트 전극; 및
    상기 게이트 전극과 소자 분리막 사이에 형성된 제1 영역과, 적어도 일부분이 상기 소자 분리막을 사이에 두고 상기 게이트 전극과 이격되어 형성된 제3 영역과, 상기 제1 영역과 제3 영역을 전기적으로 연결하는 제2 영역에 형성되는 소스/드레인 영역이 포함되는 반도체 소자의 테스트 패턴.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제3 영역의 소스/드레인 영역과 전기적으로 연결되는 콘택 플러그가 포함되는 반도체 소자의 테스트 패턴.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 영역의 길이는 상기 제3 영역의 길이보다 작은 반도체 소자의 테스트 패턴.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 영역의 폭은 상기 제1 영역 및 제3 영역의 폭보다 작은 반도체 소자의 테스트 패턴.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 영역의 길이는 0.08-0.15㎛로 형성되는 반도체 소자의 테스트 패턴.
  6. 반도체 기판 상에 액티브 영역을 정의하는 소자 분리막을 형성하는 단계; 및
    상기 액티브 영역 상에 형성된 게이트 전극 및 소스/드레인 영역을 형성하는 단계가 포함되고,
    상기 소스/드레인 영역은 상기 게이트 전극과 소자 분리막 사이에 형성된 제1 영역과, 적어도 일부분이 상기 소자 분리막을 사이에 두고 상기 게이트 전극과 이격되어 형성된 제3 영역과, 상기 제1 영역과 제3 영역을 전기적으로 연결하는 제2 영역이 포함되는 반도체 소자의 테스트 패턴 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제3 영역의 소스/드레인 영역과 전기적으로 연결되는 콘택 플러그를 형성하는 단계가 포함되는 반도체 소자의 테스트 패턴 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 영역의 길이는 상기 제3 영역의 길이보다 작게 형성되는 반도체 소자의 테스트 패턴 제조방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 영역의 폭은 상기 제1 영역 및 제3 영역의 폭보다 작게 형성되는 반도체 소자의 테스트 패턴 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 영역의 길이는 0.08-0.15㎛로 형성되는 반도체 소자의 테스트 패턴 제조방법.
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