KR101044467B1 - Titanium silicide forming method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 티타늄 실리사이드 형성방법에 관한 것으로서, 폴리실리콘과 티타늄을 이용하여 무정질 상태에서 티타늄 실리사이드를 형성한 다음 레이져 어닐링을 통해 무정질 실리콘을 결정질 폴리실리콘으로 변경시켜 주어 선폭 0.25㎛ 이하의 소자에서도 티타늄 실리사이드를 형성할 수 있도록 한 것에 특징이 있으며, 따라서 반도체 소자의 게이트의 저항과 소스/드레인 영역과의 접촉 저항을 감소시킬 수 있으며, 특히 기존 코발트와 티타늄을 혼용하여 사용하는 소자에서는 티타늄 단일 재료를 사용하여 티타늄 실리사이드를 형성할 수 있으므로 제품에 따른 공정의 복잡성을 해소시킬 수 있는 이점이 있다. The present invention relates to a method for forming titanium silicide of a semiconductor device, wherein titanium silicide is formed in an amorphous state using polysilicon and titanium, and then the amorphous silicon is changed to crystalline polysilicon through laser annealing to give a line width of 0.25 μm or less. It is characterized by the fact that it is possible to form titanium silicide in the device of, thus reducing the resistance of the gate resistance of the semiconductor device and the contact resistance between the source and the drain region, especially in the case of using a mixture of conventional cobalt and titanium Titanium silicides can be formed using a single titanium material, which has the advantage of reducing the complexity of the process according to the product.
Description
본 발명은 반도체 소자의 티타늄 실리사이드 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선폭 0.25㎛ 이하의 소자에서 폴리실리콘과 티타늄을 이용하여 실리사이드를 형성할 수 있도록 함으로서 게이트의 저항과 접촉 저항을 감소시킬 수 있는 반도체 소자의 티타늄 실리사이드 형성방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for forming titanium silicide of a semiconductor device, and more particularly, to enable silicide to be formed using polysilicon and titanium in a device having a line width of 0.25 μm or less, thereby reducing the resistance and contact resistance of the gate. A method for forming titanium silicide in a semiconductor device.
반도체 소자의 고집적화로 인해 디자인 룰(design rule)이 미세화됨에 따라 트랜지스터 게이트 전극(gate electrode)의 폭과 접촉(contact)의 크기가 축소되므로 이에 따른 게이트 저항 및 접촉 저항의 증가를 극복하기 위하여 실리사이드(salicide) 공정이 개발되었다. As the design rule is miniaturized due to high integration of semiconductor devices, the width of the gate gate of the transistor and the size of the contact are reduced, so that silicide ( salicide process has been developed.
실리사이드 공정이란 'self aligned silicide'의 약자로서 MOS 트랜지스터 형성시 게이트 전극, 소스/드레인 및 LDD 스페이서(spacer)를 형성 후, 상기 트렌지스터 소자의 소스/드레인 영역과 게이트 배선의 저항을 낮추기 위하여 8족의 금 속(Ni, Co, Pt, 등) 또는 Ti를 증착한 후 어닐링(annealing) 공정을 진행하여 실리콘과 상기 금속 물질과 반응시키고 반응을 진행하지 않은 금속, 즉 소스/드레인 및 게이트 상부를 제외한 영역의 금속 물질을 습식 식각 등으로 제거하는 일련의 공정을 말한다.The silicide process is an abbreviation of 'self aligned silicide'. After forming the gate electrode, the source / drain and the LDD spacer when forming the MOS transistor, the group 8 group is used to lower the resistance of the source / drain region and the gate wiring of the transistor element. After depositing metal (Ni, Co, Pt, etc.) or Ti, an annealing process is performed to react with silicon and the metal material and to remove the non-reacted metal, that is, the region except the source / drain and the top of the gate. Refers to a series of processes for removing metals by wet etching.
도 1은 종래의 기술에 따른 실리사이드 형성 방법에 의해 형성된 반도체 소자를 보여주는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device formed by a silicide formation method according to the prior art.
첨부된 도 1에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(210)의 상부에 순차적으로 형성된 게이트 산화막(220) 및 게이트 전극(230)과, 상기 게이트 전극(230)의 양 측벽과 상기 반도체 기판 표면의 일부에 형성된 스페이서(240)와, 상기 게이트 전극(230)의 하부 좌우측에 형성되는 소스/드레인 영역(250)과, 상기게이트 전극(230)과 소스/드레인 영역(250) 상부에 형성된 실리사이드(260)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the
여기서 실리사이드(260)는 열적 안정성(thermal stability)이 낮아서 후속되는 열처리에 의해 응집(agglomeration)되어 소스/드레인 영역(250)의 콘택저항(contact resistance)과 면저항(sheet resistance)이 증가될 뿐만 아니라, 금속 원자의 확산으로 인하여 접합 누설 특성이 열화되는 문제점이 있다. 이에 따라, 고온에서 높은 안정성과 낮은 비저항(resistivity)을 갖는 티타늄 실리사이드(titanium silicide)와 코발트 실리사이드(cobalt silicide)가 가장 널리 사용되고 있다. Here, the
일반적으로 선폭 0.25um까지는 티타늄을 사용하고 그 이하의 선폭에서는 코발트를 사용하는 것이 일반적이다. 선폭에 따라서 티타늄과 코발트를 구분하여 사 용하는 이유는 여러가지가 있지만 대표적으로 선폭에서의 결정구조의 상전이의 유무에 따라 물질을 다르게 사용한다. 즉 티타늄의 경우 선폭이 0.2um이하에서는 C49 상의 TiSi2구조가 C54 상의 TiSi2구조로 상전이가 되지 않는다. 그 이유는 일반적인 저항을 감소시키기 위해 증착되는 폴리실리콘의 입자 크기가 선폭인 0.2um보다 작기 때문에 상전이가 이루어지 지지 않는다.In general, titanium is used up to a line width of 0.25um, and cobalt is generally used at line widths below that. There are various reasons for using titanium and cobalt separately depending on the line width. However, materials are used differently depending on the presence or absence of phase transition of the crystal structure in the line width. That is, when the line width of titanium is less than 0.2um in TiSi 2 structure on the C49 is not a phase transition to TiSi 2 structure on the C54. The reason is that no phase transition occurs because the particle size of the polysilicon deposited to reduce the general resistance is smaller than the line width of 0.2 um.
그에 따라 티타늄 실리사이드가 고온에서 높은 안정성과 낮은 비저항을 가짐에도 불구하고, 0.25㎛급의 디자인 룰을 갖는 반도체 소자에서는 게이트의 선폭(line width)에 대한 의존성이 적은 코발트 실리사이드가 주로 사용되고 있는 실정이다. Accordingly, although titanium silicide has high stability and low resistivity at high temperature, cobalt silicide having a small dependency on gate line width is mainly used in semiconductor devices having a 0.25 μm-class design rule.
이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 선폭 0.25㎛ 이하의 소자에서 폴리실리콘과 티타늄을 이용하여 실리사이드를 형성할 수 있도록 하여 게이트의 저항과 소스/드레인 영역과의 접촉 저항을 감소시킬 수 있는 반도체 소자의 티타늄 실리사이드 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention is to solve the above-described problems, it is possible to form a silicide using polysilicon and titanium in a device having a line width of 0.25㎛ or less to reduce the contact resistance between the gate resistance and the source / drain region It is an object of the present invention to provide a method for forming titanium silicide of a semiconductor device.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 기판 상부에 무정질 실리콘을 증착하고, 이를 사진식각 공정으로 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극의 측벽에 스페이서를 형성하고, 이온 주입 공정을 통해 LDD(lightly doped drain) 구조의 소스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 및 소스/드레인영역 상에 Ti/TiN을 증착하는 단계; 1차 어닐링을 실시하여 C49 구조의 TiSi2를 형성시킨 다음 2차 어닐링을 실시하여 C49 구조의 TiSi2를 C54 구조의 TiSi2로 형성시키는 단계; 및 레이져 어닐링을 진행하여 무정질 실리콘을 결정질의 폴리실리콘으로 변형시키는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 반도체 소자의 티타늄 실리사이드 형성방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of depositing amorphous silicon on a semiconductor substrate, and patterning it by a photolithography process to form a gate electrode; Forming a spacer on a sidewall of the gate electrode and forming a source / drain region of a lightly doped drain (LDD) structure through an ion implantation process; Depositing Ti / TiN on the gate electrode and source / drain regions; Subjected to a primary anneal by the step of annealing was subjected to the following secondary forming TiSi 2 in the C49 structure forming the TiSi 2, TiSi 2 of the C49 structure with a C54 structure; And performing laser annealing to transform amorphous silicon into crystalline polysilicon.
상기에서 본 발명은 폴리실리콘 증착이 500∼580℃에서 실시하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that the polysilicon deposition is carried out at 500 ~ 580 ℃.
아울러 본 발명은, 상기 레이져 어닐링이 620∼1020℃ 내의 온도구간에서 실시하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that the laser annealing is carried out at a temperature range of 620 ~ 1020 ℃.
나아가 본 발명은, 상기 1차 어닐링 이전 또는 2차 어닐링 이후에 상기 게이트 전극 또는 소스/드레인 영역에 N 타입 이온을 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Furthermore, the present invention further includes the step of implanting N-type ions into the gate electrode or source / drain region before the primary annealing or after the secondary annealing.
상기 N타입 이온은 P+ 이온을 주입하는 것을 특징으로 한다. The N-type ion is characterized in that the implantation of P + ions.
본 발명에 따른 반도체 소자의 티타늄 실리사이드 형성방법에서는 폴리실리콘과 티타늄을 이용하여 무정질 상태에서 티타늄 실리사이드를 형성한 다음 레이져 어닐링을 통해 무정질 실리콘을 결정질 폴리실리콘으로 변경시켜 주어 선폭 0.25㎛ 이하의 소자에서도 티타늄 실리사이드를 형성할 수 있게 된다. 따라서 반도체 소자의 게이트의 저항과 소스/드레인 영역과의 접촉 저항을 감소시킬 수 있으며, 특히 기존 코발트와 티타늄을 혼용하여 사용하는 소자에서는 티타늄 단일 재료를 사용하여 티타늄 실리사이드를 형성할 수 있으므로 제품에 따른 공정의 복잡성을 해소시킬 수 있다. In the method for forming titanium silicide of the semiconductor device according to the present invention, titanium silicide is formed in an amorphous state using polysilicon and titanium, and then the amorphous silicon is changed to crystalline polysilicon through laser annealing, so that the device has a line width of 0.25 μm or less. It is possible to form titanium silicide at. Therefore, it is possible to reduce the resistance of the gate of the semiconductor device and the contact resistance between the source and the drain region, and in particular, in the case of using a mixture of cobalt and titanium, titanium silicide may be formed using a single titanium material. The complexity of the process can be eliminated.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 티타늄 실리사이드 형성방법을 설명하기 위한 공정별 반도체 소자의 단면도이다. 2A through 2D are cross-sectional views of semiconductor devices by processes for explaining a method of forming titanium silicide of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 폴리실리콘과 티타늄을 이용하여 무정질 상태에서 티타늄 실리사이드를 형성한 다음 레이져 어닐링을 통해 무정질 실리콘을 결정질 폴리실리콘으로 변경시켜 주어 선폭 0.25㎛ 이하의 소자에서도 티타늄 실리사이드(170)를 형성할 수 있도록 한 것에 그 특징이 있다. The present invention forms titanium silicide in an amorphous state using polysilicon and titanium, and then changes the amorphous silicon to crystalline polysilicon through laser annealing to form
이를 위하여, 본 발명에 따른 반도체 소자의 티타늄 실리사이드(160) 형성방법은 반도체 기판(110) 상부에 무정질 실리콘을 증착하고, 이를 사진식각 공정으로 패터닝하여 게이트 전극(130)을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극(130)의 측벽에 스페이서(140)를 형성하고, 이온 주입 공정을 통해 LDD(lightly doped drain) 구조의 소스/드레인 영역(150)을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극(130) 및 소스/드레인영역(150) 상에 Ti/TiN을 증착하는 단계, 1차 어닐링을 실시하여 C49 구조의 TiSi2를 형성시킨 다음 2차 어닐링을 실시하여 C49 구조의 TiSi2를 C54 구조의 TiSi2로 형성시키는 단계 및 레이져 어닐링을 진행하여 무정질 실리콘을 결정질의 폴리실리콘으로 변형시키는 단계를 포함하여 이루어진다. To this end, the method of forming the
도 2a를 참조하여 설명하면 좀더 세부적으로 설명하면 본 발명에서는 먼저 반도체 기판(110) 상부에 580℃ 이하의 온도에서 폴리실리콘을 증착하고, 이를 사진식각 공정으로 패터닝하여 무정질 실리콘 게이트 전극(130)을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극(130)의 측벽에 스페이서(140)를 형성하고, 이온 주입 공정을 통해 LDD(lightly doped drain) 구조의 소스/드레인 영역(150)을 형성하는 단계를 거치게 된다. Referring to FIG. 2A, in more detail, in the present invention, polysilicon is first deposited on the
통상적으로 폴리실리콘 증착공정은 STI(Shallow Trench Isolation)형 소자분리막이 형성된 반도체 기판(110) 상부에 게이트 전극(130) 형성용 폴리실리콘을, 예를 들면 저압화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition : 이하, LPCVD라 칭함) 기법으로 증착하게 된다. 이때, 폴리실리콘을 증착하기에 앞서 반도체 기판(110) 상부에는 게이트절연막 형성용 산화막(120)이 형성될 수 있다. In general, the polysilicon deposition process includes polysilicon for forming the
이때, 본 발명에 따르면 상기 폴리실리콘 증착공정시 580℃ 이하의 온도에서 폴리실리콘을 증착하는 것이 매우 중요하다. 이것은 폴리실리콘의 증착시 온도가 580℃를 초과할 경우 결정질의 폴리실리콘이 증착되기 때문이다. 결정질의 폴리실리콘이 증착될 경우 종래 문제점에서 제시한 바와 같이 어닐링을 실시하여도 C54 구조의 TiSi2를 형성시키는 것이 곤란하며, 따라서 580℃ 이하의 온도에서 폴리실리콘을 증착하여 입자가 형성되지 않은 무정질 실리콘을 형성하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 폴리실리콘의 증착이 500∼580℃의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 증착 온도가 500℃ 미만일 경우 폴리실리콘의 증착이 원할하게 이루어지지 않는 문제가 있다. 이와 같이 무정질 실리콘이 형성되게 폴리실리콘을 증착하는 것은 후술하는 어닐링 공정을 통하여 C54 구조의 TiSi2 구조를 형성하고, 이후 레이져 어닐링을 통해 무정질 실리콘을 결정질의 폴리실리콘으로 구조변경하여 선폭 0.25㎛이하에서도 티타늄 실리사이드(160)의 형성이 가능하도록 하기 위함이다. In this case, according to the present invention, it is very important to deposit polysilicon at a temperature of 580 ° C. or less during the polysilicon deposition process. This is because crystalline polysilicon is deposited when the temperature at the time of deposition of polysilicon exceeds 580 ° C. When crystalline polysilicon is deposited, it is difficult to form TiSi 2 having a C54 structure even by annealing as suggested in the conventional problem. Therefore, amorphous silicon is not formed by depositing polysilicon at a temperature of 580 ° C. or lower. It is desirable to form vaginal silicon. More preferably, the polysilicon is deposited at a temperature of 500 to 580 ° C. If the deposition temperature is less than 500 ℃ there is a problem that the deposition of polysilicon is not made smoothly. As described above, the deposition of polysilicon to form amorphous silicon forms a Ti54 structure having a C54 structure through an annealing process described later, and then changes the structure of amorphous silicon into crystalline polysilicon through laser annealing, and has a line width of 0.25 μm or less. In order to enable the formation of the
폴리실리콘 증착 후 이를 통상의 사진식각 공정을 통해 패터닝하여 무정질 실리콘 게이트 전극(130)을 형성하게 된다. 사진식각 공정은 도면에 도시하지는 않았으나 폴리실리콘 상에 포토레지스트를 도포한 후 게이트를 정의하는 노광마스크를 사용한 노광 및 현상을 실시하여 게이트 전극 영역을 덮는 포토레지스트 패턴을 형성하고, 포토레지스트 패턴으로 보호되지 않는 게이트 형성용 폴리실리콘, 게이트절연막 형성용 산화막을 건식 식각 등의 비등방성 식각으로 제거하여 게이트 전극을 형성하는 것이다. After polysilicon deposition, it is patterned through a conventional photolithography process to form the amorphous
게이트 전극(130)의 형성이 완료되면 절연물질로서 상기 게이트 전극(130) 상에, N-채널 모스 트랜지스터의 경우 P형 불순물, 예컨대 보론 이온을 저농도로 주입함으로써 상기 게이트 전극(130)에 자기정합되는 저농도의 소스/드레인 영역을 형성한다. 그런다음 상기 전면에 절연물질로, 예컨대 실리콘 질화물을 증착한 후 이를 건식 식각함으로써 상기 게이트 전극(130)의 측벽에 스페이서(140)를 형성한다. 상기 공정 후 이온을 고농도로 주입함으로써 상기 스페이서(140)에 자기정합되는 고농도의 소스/드레인 영역을 형성한다. 상기한 공정의 결과로, LDD(Lightly Doped Drain) 구조의 소스/드레인 영역(150)이 형성된다. 이때, 상기 소스/드레인 영역(150)의 형성과정에서 통상적으로 실시되는 소스/드레인 어닐링은 레이져 어닐링으로 진행하는 것도 가능하다. When the formation of the
소스/드레인 영역(150)의 형성이 완료되며, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 게이트 전극(130) 및 소스/드레인영역(150) 상에 Ti/TiN을 증착하는 단계를 거치게 된다. Formation of the source /
이때, 상기 Ti/TiN을 증착하기 전에 세정 공정이 수행될 수 있다. 예컨대 반도체 기판(110)의 활성영역 상에 형성된 자연산화막을 희석된 불산용액으로 제거 공정을 수행함으로써 양질의 티타늄 실리사이드 형성이 가능하다. 이후 상기 반도체 기판(110) 상에 Ti/TiN을 증착시켜 Ti 금속막(170)을 형성키게 된다. 증착은 플라즈마를 이용한 PVD(Plasma Vapor Deposition) 또는 CVD(Chemical vapor deposition)에 의해 이루어질 수 있다. In this case, a cleaning process may be performed before depositing the Ti / TiN. For example, it is possible to form high quality titanium silicide by performing a process of removing the native oxide film formed on the active region of the
Ti 증착이 완료되면, 티타늄 실리사이드가 상기 게이트 전극(130)과 상기 소스/드레인 영역(150) 상부에 형성될 수 있도록 1차 어닐링 및 2차 어닐링하여 C54 구조의 TiSi2를 형성시키는 단계를 거치게 된다. 도 2c와 도 2d를 참조하면, 먼저 1차 어닐링을 실시하여 C49 구조의 TiSi2(180)를 형성시키고, 이후 2차 어닐링을 실시하여 C49 구조의 TiSi2(180) C54 구조의 TiSi2(190) 형성시키게 된다. After the Ti deposition is completed, the first and second annealing process is performed to form TiSi 2 having a C54 structure so that titanium silicide may be formed on the
상기 1차 어닐링은 저온에서 수행되는데 통상 750~850℃에서 어닐링을 실시하고 반응하지 않은 티타늄을 제거한다. 1차 어닐링이 완료되면 C49 상의 TiSi2(180)가 형성된다. 2차 어닐링은 다소 고온인 약 850~950℃에서 실시되는데, 이를 통해 저항이 낮은 C54상의 TiSi2(190)가 형성된다. The first annealing is carried out at a low temperature, usually annealing at 750 ~ 850 ℃ to remove the unreacted titanium. Upon completion of the primary annealing,
이때 1차 어닐링 이후 반응하지 않은 티타늄의 제거는 예컨대 H2O, H2O2, 및 NH4OH 가 각각 5:1:1의 비율로 혼합된 식각용액을 사용하여 제거할 수 있는 것이다.At this time, the removal of titanium that did not react after the first annealing can be removed using an etching solution in which H 2 O, H 2 O 2 , and NH 4 OH are mixed at a ratio of 5: 1: 1.
C54 상의 TiSi2(180) 형성이 완료되면 도 2e에서와 같이 레이져 어닐링을 진행하여 무정질 실리콘을 결정질의 폴리실리콘으로 변형시켜 최종적으로 원하는 티타늄 실리사이드(160)를 얻는 단계를 거치게 된다. After the formation of
레이져 어닐링 공정은 무정질 실리콘이 결정질의 폴리실리콘으로 변화될 수 있도록 하기 위하여 실시하는 것으로서, 결정구조의 변화를 유도하기 위하여 620~1020℃에서 어닐링을 실시하는 것이 바람직하다. The laser annealing process is performed to change amorphous silicon into crystalline polysilicon, and is preferably annealed at 620 to 1020 ° C. to induce a change in crystal structure.
이때, 본 발명은, 상기 1차 어닐링 이전 또는 2차 어닐링 이후에 상기 게이트 전극 또는 소스/드레인 영역에 N 타입 이온을 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다. In this case, the present invention may further include implanting N-type ions into the gate electrode or source / drain region before the first annealing or after the second annealing.
상기한 N 타입 이온 주입단계는 폴리실리콘 내부의 저항을 줄여주기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에서는 인 이온(P+)을 주입하였으며, 예를들어 15~30keV의 조건으로 1E15~1E16개 주입하였다. The N-type ion implantation step is to reduce the resistance inside the polysilicon, in one embodiment of the present invention was implanted with phosphorus ions (P +), for example 1E15 ~ 1E16 implanted under the conditions of 15 ~ 30keV .
본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시예를 토대로 설명되었으나, 본 발명이 상기 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.Although the present invention has been described on the basis of the preferred embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the above embodiments and can be practiced in various modifications and variations within the scope not departing from the technical gist of the present invention. It is obvious to those of ordinary skill in the art.
도 1은 종래의 기술에 따른 실리사이드 형성 방법에 의해 형성된 반도체 소자를 보여주는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device formed by a silicide formation method according to the prior art.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 티타늄 실리사이드 형성방법을 설명하기 위한 공정별 반도체 소자의 단면도이다. 2A through 2E are cross-sectional views of semiconductor devices by processes for explaining a method of forming titanium silicide of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
110 : 반도체 기판110: semiconductor substrate
120 : 산화막120: oxide film
130 : 게이트 전극130: gate electrode
140 : 스페이서140: spacer
150 : 소스/드레인 영역150: source / drain area
160 : 티타늄 실리사이드160: titanium silicide
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KR20080058093A (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-25 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Forming method of silicide for semiconductor device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10366918B2 (en) | 2016-10-04 | 2019-07-30 | International Business Machines Corporation | Self-aligned trench metal-alloying for III-V nFETs |
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