KR101068642B1 - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents
Semiconductor device and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101068642B1 KR101068642B1 KR1020080085421A KR20080085421A KR101068642B1 KR 101068642 B1 KR101068642 B1 KR 101068642B1 KR 1020080085421 A KR1020080085421 A KR 1020080085421A KR 20080085421 A KR20080085421 A KR 20080085421A KR 101068642 B1 KR101068642 B1 KR 101068642B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gate
- device isolation
- film
- gate conductive
- ion implantation
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep 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
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66568—Lateral single gate silicon transistors
- H01L29/66613—Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation
- H01L29/66621—Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation using etching to form a recess at the gate location
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
- H01L21/26506—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
- H01L21/26533—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors of electrically inactive species in silicon to make buried insulating layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture 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
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76224—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
- H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
- H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
- H01L29/42356—Disposition, e.g. buried gate electrode
- H01L29/4236—Disposition, e.g. buried gate electrode within a trench, e.g. trench gate electrode, groove gate electrode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
본 발명은 패싱게이트효과(Passing Gate Effect)를 완화시킬 수 있는 반도체 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명의 반도체 장치는, 소자분리영역과 활성영역을 구비하는 기판상에 상기 소자분리영역과 상기 활성영역을 동시에 가로지르는 게이트 및 상기 소자분리영역과 상기 게이트 사이에 게재된 간섭방지막을 포함하고 있으며, 상술한 본 발명에 따르면, 소자분리영역을 지나가는 게이트와 소자분리영역 사이에 간섭방지막을 형성하여 메인게이트와 패싱게이트 사이의 물리적인 거리를 증가시킴으로써, 패싱게이트효과를 완화시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a semiconductor device capable of alleviating a Passing Gate Effect and a method of manufacturing the same. The semiconductor device of the present invention provides a separation of the device on a substrate having a device isolation region and an active region. A gate crossing the region and the active region at the same time, and an interference barrier layer disposed between the device isolation region and the gate, and according to the present invention, an interference barrier layer between the gate passing through the device isolation region and the device isolation region. By forming a to increase the physical distance between the main gate and the passing gate, there is an effect that can mitigate the passing gate effect.
이온주입, 산소, 패싱게이트, 간섭방지막 Ion implantation, oxygen, passing gate, interference prevention film
Description
본 발명은 반도체 장치의 제조 기술에 관한 것으로, 특히 패싱게이트효과(Passing Gate Effect)를 완화시킬 수 있는 반도체 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 게이트의 채널 길이(channel length) 감소하고, 이로 인해 문턱전압(Theshold Voltage)이 감소하고 리프레시(Refresh)특성이 열화되는 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위하여 기판을 소정 깊이 리세스하여 채널길이를 증가시키는 리세스 게이트(Recess Gate, RG) 구조를 도입 및 적용하고 있다.Recently, as semiconductor devices are highly integrated, channel lengths of gates decrease, which causes threshold voltages to decrease and refresh characteristics to deteriorate. In order to solve this problem, a recess gate (RG) structure for increasing a channel length by recessing a substrate to a predetermined depth is introduced and applied.
도 1a는 종래기술에 따른 반도체 장치를 도시한 평면도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 X-X`절취선에 따라 도시한 단면도이다.FIG. 1A is a plan view illustrating a semiconductor device according to the related art, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line X-X ′ of FIG. 1A.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 소자분리막(12)으로 활성영역(13)이 정의된 기 판(11) 상에 소자분리막(12)과 활성영역(13)을 동시에 가로지르는 게이트(18)가 형성되어 있다. 게이트(18)는 게이트절연막(15), 게이트전극(16) 및 게이트하드마스크막(17)이 순차적으로 적층된 구조이다. 활성영역(13)의 게이트(18) 아래 기판(11)에는 리세스패턴(14)이 형성되어 있다. 여기서, 활성영역(13)을 지나가는 게이트(18)를 메인게이트(main gate), 소자분리막(12)을 지나가는 게이트(18)을 패싱게이트(passing gate)라고 한다. 1A and 1B, a
하지만, 상술한 종래기술에서 반도체 장치가 고집적화되면서 메인게이트와 패싱게이트 사이의 물리적인 거리가 점점 감소하고 있다. 이로 인하여 패싱게이트에 인가되는 바이어스의 영향으로 인해 메인게이트의 문턱전압 변화 및 메인게이트와 패싱게이트 사이의 기생캐패시턴스(Parasitic Capacitance)가 증가하는 이른바 패싱게이트효과(Passing Gate Effect)가 발생하는 문제점이 있다(도 1a의 'X' 참조). However, in the above-described prior art, as the semiconductor device is highly integrated, the physical distance between the main gate and the passing gate is gradually decreasing. As a result, there is a problem that a so-called Passing Gate Effect occurs due to a change in the threshold voltage of the main gate and a parasitic capacitance between the main gate and the passing gate due to the bias applied to the passing gate. (See 'X' in FIG. 1A).
또한, 상술한 종래기술에서는 활성영역(13)에 리세스패턴(14)을 형성하기 위한 식각공정시 소자분리막(12)도 일부 식각되어 손실이 발생한다. 이때, 소자분리막(12)의 손실은 통상적으로 리세스패턴(14) 대비 1/3 ~ 1/2 수준까지 식각되어 진다. 이러한 소자분리막(12)의 손실은 메인게이트와 패싱게이트 사이의 물리적인 거리를 더욱 감소시켜 패싱게이트효과를 심화시키는 문제점이 있다(도 1b의 'X' 참조). In addition, in the above-described conventional technique, a portion of the
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 패싱게이트효과를 완화시킬 수 있는 반도체 장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can alleviate the passing gate effect.
상기 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명의 반도체 장치는, 소자분리영역과 활성영역을 구비하는 기판상에 상기 소자분리영역과 상기 활성영역을 동시에 가로지르는 게이트 및 상기 소자분리영역과 상기 게이트 사이에 게재된 간섭방지막을 포함한다. 이때, 상기 간섭방지막은 상기 활성영역의 양측 가장자라와 접하는 상기 게이트와 상기 소자분리영역 사이에만 국부적으로 게재할 수도 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a gate that simultaneously crosses an element isolation region and an active region on a substrate having an element isolation region and an active region, and the device isolation region and the gate. Interference prevention film interposed between is included. In this case, the interference prevention layer may be locally disposed only between the gate and the device isolation region in contact with both edges of the active region.
상기 게이트는, 상기 기판상에 형성된 게이트절연막; 상기 게이트절연막 상에서 실리콘막을 포함하는 게이트전극 및 상기 게이트전극 상에 형성된 게이트하드마스크막을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 간섭방지막은 산화막일 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 실리콘막이 산화된 실리콘산화막일 수 있다. The gate may include a gate insulating film formed on the substrate; The gate electrode may include a gate electrode including a silicon layer on the gate insulating layer and a gate hard mask layer formed on the gate electrode. Here, the interference prevention film may be an oxide film, and more specifically, the silicon film may be an oxidized silicon oxide film.
또한, 상기 게이트 아래 상기 활성영역에 형성된 리세스패턴을 더 포함할 수 있다. The display device may further include a recess pattern formed in the active region under the gate.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 일 측면에 따른 본 발명의 반도체 장치 제조방법은, 소자분리영역과 활성영역이 구비된 기판상에 게이트도전막을 형성하는 단계; 상기 소자분리영역 상에 형성된 상기 게이트도전막을 일부 산화시켜 간섭방지막을 형성하는 단계; 상기 게이트도전막을 선택적으로 식각하여 상기 간섭방지막을 포함하고 상기 소자분리영역과 상기 활성영역을 동시에 가로지르는 게이트전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a semiconductor device, the method including: forming a gate conductive film on a substrate having an isolation region and an active region; Forming an interference prevention layer by partially oxidizing the gate conductive layer formed on the device isolation region; Selectively etching the gate conductive layer to form a gate electrode including the interference preventing layer and simultaneously crossing the device isolation region and the active region.
상기 간섭방지막을 형성하는 단계는, 상기 소자분리영역 상부의 상기 게이트도전막을 노출시키는 이온주입마스크를 형성하는 단계; 상기 이온주입마스크를 이온주입장벽으로 상기 게이트도전막에 산소(O2)를 이온주입하는 단계 및 열처리를 실시하는 단계를 포함할 수 있다. The forming of the anti-interference layer may include forming an ion implantation mask exposing the gate conductive layer on the device isolation region; The ion implantation mask may include ion implanting oxygen (O 2 ) into the gate conductive layer using an ion implantation barrier and performing a heat treatment.
상기 게이트도전막은 실리콘막을 포함할 수 있고, 상기 간섭방지막은 실리콘산화막을 포함할 수 있다.The gate conductive layer may include a silicon layer, and the interference prevention layer may include a silicon oxide layer.
또한, 상기 게이트도전막을 형성하기 이전에, 상기 기판을 선택적으로 식각하여 리세스패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include forming a recess pattern by selectively etching the substrate before forming the gate conductive layer.
상술한 과제 해결 수단을 바탕으로 하는 본 발명은 소자분리영역을 지나가는 게이트와 소자분리영역 사이에 간섭방지막을 형성하여 메인게이트와 패싱게이트 사이의 물리적인 거리를 증가시킴으로써, 패싱게이트효과를 완화시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention based on the above-described problem solving means can form an interference barrier between the gate passing through the device isolation region and the device isolation region to increase the physical distance between the main gate and the passing gate, thereby alleviating the passing gate effect. It has an effect.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.
후술한 본 발명은 활성영역을 지나가는 메인게이트(main gate)와 소자분리영역을 지나가는 패싱게이트(passing gate) 사이에 패싱게이트효과(Passing Gate Effect)를 완화시킬 수 있는 반도체 장치 및 그 제조방법을 제공한다. 이를 위하여 본 발명은 소자분리영역을 지나가는 게이트(즉, 패싱게이트)와 소자분리영역 사이에 간섭방지막을 형성하여 메인게이트와 패싱게이트 사이의 물리적 거리를 증가시키는 것을 기술적 원리로 한다. The present invention described below provides a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which can alleviate a passing gate effect between a main gate passing through an active region and a passing gate passing through an isolation region. do. To this end, the present invention is to increase the physical distance between the main gate and the passing gate by forming an interference barrier between the gate (that is, the passing gate) passing through the device isolation region and the device isolation region.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 장치를 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 반도체 장치는 소자분리영역과 활성영역(103)을 구비하는 기판(101)상에 소자분리영역과 활성영역(103)을 동시에 가로지르는 게이트(109) 및 소자분리영역과 게이트(109) 사이에 게재된 간섭방지막(110)을 포함한다. 이때, 소자분리영역은 소자분리막(102)이 형성된 기판(101)영역을 의미한다. As shown in FIG. 2, the semiconductor device of the present invention includes a
간섭방지막(110)은 활성영역(103)을 지나가는 메인게이트와 소자분리막(102)을 지나가는 패싱게이트 사이의 물리적 거리를 증가시켜 이들 사이에 패싱게이트효과를 완화시키는 역할을 수행한다. 간섭방지막(110)은 산화막으로 형성할 수 있다.The
간섭방지막(110)은 소자분리막(102)과 게이트(109) 사이에 형성하거나, 활성 영역(103)의 양측 가장자리와 접하는 소자분리막(102)과 게이트(109) 사이에만 국부적으로 형성할 수도 있다. The
게이트(109)는 게이트절연막(105), 제1게이트전극(106), 제2게이트전극(107) 및 게이트하드마스크막(108)이 적층된 구조를 가질 수 있다. The
게이트절연막(105)은 산화막 예컨대, 실리콘산화막(SiO2)일 수 있다. The
제1게이트전극(106)은 게이트절연막(105)과 계면 특성이 우수한 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 제1게이트전극(106)은 실리콘막일 수 있다. 실리콘막으로는 폴리실리콘막(poly-Si) 또는 실리콘게르마늄막(SiGe)을 사용할 수 있다. 여기서, 간섭방지막(110)은 제1게이트전극(106)을 구성하는 물질 즉, 실리콘막을 산화시켜 형성된 실리콘산화막(SiO2)일 수 있다. The
제2게이트전극(107)은 게이트(109) 저항을 감소시키기 위하여 제1게이트전극(106)에 비하여 비저항이 작은 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 제2게이트전극(107)은 금속성막일 수 있다. 금속성막으로는 텅스텐막(W), 티타늄질화막(TiN), 텅스텐실리사이드(WSi) 등을 사용할 수 있다. In order to reduce the resistance of the
게이트하드마스크막(108)은 공정간 제1 및 제2게이트전극(106, 107)을 보호하는 역할을 수행하는 것으로, 산화막, 질화막 및 산화질화막(oxynitride)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성할 수 있다. The gate
또한, 본 발명의 반도체 장치는 게이트(109) 아래 기판(101)에 형성된 리세 스패턴(104)을 더 포함할 수 있다. 리세스패턴(104)은 사각형, 다각형 또는 벌브형(bulb type) 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다. 이때, 벌브형은 상부보다 하부가 넓은 구조를 갖는 리세스패턴을 의미한다. In addition, the semiconductor device of the present invention may further include a
이와 같이, 본 발명은 간섭방지막(110)을 구비함으로써, 메인게이트와 패싱게이트 사이의 물리적 거리를 증가시켜 이들 사이의 패싱게이트효과를 완화시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, by providing the
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 장치 제조방법을 도시한 공정단면도이다. 3A through 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(21)에 소자분리를 위한 트렌치(미도시)를 형성한 후, 트렌치에 절연물질을 매립하여 소자분리막(22)을 형성한다. 소자분리막은 산화막으로 형성할 수 있다. 산화막으로는 고밀도플라즈마산화막(High Density Plasma, HDP), 스핀온절연막(Spin On Dielectric, SOD) 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성할 수 있다. 통상적으로, 소자분리막(22)이 형성된 기판(21)영역을 '소자분리영역'이라 부르고, 소자분리막(22)이 형성되지 않는 기판(21)영역을 활성영역(23)이라 부른다. As shown in FIG. 3A, after forming a trench (not shown) for device isolation in the
다음으로, 기판(21)상에 리세스패턴(24)을 형성하기 위한 하드마스크패턴(미도시)을 형성한 후, 하드마스크패턴을 식각장벽(etch barrier)으로 기판(21)을 식각하여 리세스패턴(24)을 형성한다. 이때, 리세스패턴(24)은 기판(21)의 활성영역(23)에만 선택적으로 형성할 수 있다. Next, after forming a hard mask pattern (not shown) for forming the
리세스패턴(24)을 형성하기 위한 식각공정은 건식식각법(dry etch)을 사용하 여 실시할 수 있다. 이때, 기판(21)의 활성영역(23)에만 리세스패턴(24)을 형성하고자 할 때는, 소자분리막(22)에 대한 식각속도보다 기판(21)에 대한 식각속도가 더 빠른 식각가스를 사용하여 실시할 수 있다. An etching process for forming the
여기서, 리세스패턴(24)을 형성하기 위한 하드마스크패턴은 공정난이도를 감소시키기 위하여 소자분리막(22)과 활성영역(23)을 동시에 가로지르는 라인패턴(line pattern)을 사용한다. 따라서, 리세스패턴(24)을 형성하기 위한 식각공정시 소자분리막(22)이 일부 식각되면서 소자분리막(22)에 홈(25)이 형성된다. 이때, 홈(25)의 깊이는 리세스패턴(24)의 깊이 대비 1/3 ~ 1/2 수준을 갖는다.Here, the hard mask pattern for forming the
리세스패턴(24)은 도면에 도시된 사각형 이외에도, 다각형 또는 벌브형(bulb type)으로 형성할 수 있다. 이때, 벌브형은 상부보다 하부가 넓은 구조를 갖는 리세스패턴을 의미한다. The
다음으로, 리세스패턴(24)을 포함하는 기판(21) 표면에 게이트절연막(26)을 형성한다. 게이트절연막(26)은 산화막으로 형성할 수 있으며, 산화막으로는 실리콘산화막(SiO2)을 사용할 수 있다. 실리콘산화막은 열산화법(thermal oxidation), 건식산화법(dry oxidation) 또는 습식산화법(wet oxidation)을 사용하여 형성할 수 있다. Next, a
다음으로, 기판(21) 상부에 리세스패턴(24)을 매립하고 일부가 기판(21) 상부면을 덮는 제1게이트도전막(27)을 형성한다. 제1게이트도전막(27)은 게이트절연막(26) 예컨대, 실리콘산화막과 계면특성이 우수한 실리콘막으로 형성하는 것이 바 람직하다. 실리콘막으로는 폴리실리콘막(poly-Si), 실리콘게르마늄막(SiGe) 등을 사용할 수 있다.Next, the
도 3b에 도시된 바와 같이, 제1게이트도전막(27) 일부를 선택적으로 산화시켜 간섭방지막(27A)을 형성한다. 간섭방지막(27A)은 메인게이트와 패싱게이트 사이의 물리적 거리를 증가시켜 이들 사이에 패싱게이트효과를 완화시키는 역할을 수행한다. As shown in FIG. 3B, a portion of the first gate
이하, 제1게이트도전막(27) 일부를 선택적으로 산화시켜 간섭방지막(27A)을 형성하는 방법에 대하여 자세히 설명한다. Hereinafter, a method of selectively oxidizing a part of the first gate
먼저, 제1게이트도전막(27) 상에 간섭방지막(27A)을 형성하기 위한 이온주입마스크(28)를 형성한다. 이때, 이온주입마스크(28)는 포토레지스트를 사용하여 형성할 수 있다. First, an
여기서, 이온주입마스크(28)는 활성영역(23)의 상부의 제1게이트도전막(27)를 덮고, 소자분리막(22)의 상부의 제1게이트도전막(27)을 노출하도록 형성할 수 있다. 이 경우, 이온주입마스크(28)는 소자분리를 위한 소자분리마스크를 사용하여 형성할 수 있다. 따라서, 별도의 마스크를 제작하지 않기 때문에 반도체 장치의 제조비용을 절감할 수 있다. 또한, 이온주입마스크(28)는 활성영역(23)의 양측 가장자리와 접하는 소자분리막 상부의 제1게이트도전막(27)을 일부 노출하도록 형성할 수도 있다. Here, the
다음으로, 이온주입마스크(28)를 주입장벽으로 제1게이트도전막(27)에 산 소(O2)를 이온주입한다. 이온주입공정은 이온주입깊이(Rp)를 소자분리막(22)과 제1게이트도전막(27)이 접하는 접촉면을 타겟으로, 1 × 1015 ~ 1 × 1017 atoms/cm3 의 범위의 도즈량으로 진행할 수 있다. 이때, 이온주입깊이(Rp)는 소자분리막(22)의 홈(25) 하부면과 제1게이트도전막(27)이 접하는 접촉면을 타겟으로 진행하는 것이 더욱 바람직하다. Next, oxygen (O 2 ) is ion implanted into the first gate
다음으로, 주입된 산소이온을 활성화시키기 위한 열처리를 실시한다. 열처리는 퍼니스(furnace)열처리법 또는 급속열처리법(RTP)을 사용하여 실시할 수 있다.Next, heat treatment is performed to activate the injected oxygen ions. The heat treatment may be carried out using a furnace heat treatment method or a rapid heat treatment method (RTP).
이로써, 소자분리막(22) 상에 형성된 제1게이트도전막(27) 일부를 선택적으로 산화시켜 간섭방지막(27A)을 형성할 수 있다. 따라서, 간섭방지막(27A)은 산화막 특히, 실리콘막이 산화된 실리콘산화막(SiO2)으로 형성할 수 있다. As a result, a portion of the first gate
또한, 이온주입깊이(Rp)를 소자분리막(22)의 홈(25) 하부면과 제1게이트도전막(27)이 접하는 접촉면을 타겟으로 진행하기 때문에 소자분리막(22)의 홈(25)에 매립된 제1게이트도전막(27)을 산화시켜 간섭방지막(27A)을 형성할 수 있으며, 이를 통해 메인게이트와 패싱게이트 사이의 물리적 거리를 보다 효과적으로 증가시킬 수 있다. In addition, since the ion implantation depth R p advances to the contact surface where the lower surface of the
결국, 본 발명은 간섭방지막(27A)을 형성함으로써, 메인게이트와 패싱게이트 사이의 패싱게이트효과를 완화시킬 수 있다. As a result, the present invention can alleviate the passing gate effect between the main gate and the passing gate by forming the
도 3c에 도시된 바와 같이, 제1게이트도전막(27) 상에 제2게이트도전막(28) 및 게이트하드마스크막(30)을 순차적으로 형성한다. 제2게이트도전막(28)은 제1게이트도전막(27)에 비하여 비저항이 낮은 물질 예컨대, 금속성막으로 형성하는 것이 바람직하다. 금속성막으로는 텅스텐막(W), 티타늄질화막(TiN), 텅스텐실리사이드(WSi) 등을 사용할 수 있다. 게이트하드마스크막(30)은 후속 게이트를 형성하기 위한 식각공정시 하드마스크 역할 및 게이트전극을 보호하는 역할을 수행한다. 게이트하드마스크막(30)은 산화막, 질화막 및 산화질화막(oxynitride)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들이 적층된 적층막으로 형성할 수 있다. As shown in FIG. 3C, the second gate
다음으로. 게이트하드마스크막(30) 상에 포토레지스트패턴(미도시)을 형성한 후, 포토레지스트패턴을 식각장벽으로 게이트하드마스크막(30), 제2게이트도전막(28), 제1게이트도전막(27) 및 게이트절연막(26)을 순차적으로 식각하여 게이트(31)를 형성한다. 이하, 식각된 게이트하드마스크막(30)의 도면부호를 '30A', 식각된 게이트절연막(26)의 도면부호를 '26A'로 변경하여 표기한다. to the next. After the photoresist pattern (not shown) is formed on the gate
상술한 공정과정을 통하여, 소자분리막(22)과 활성영역(23)을 동시에 가로지르고, 게이트절연막(26A), 제1게이트전극(31), 제2게이트전극(29A) 및 게이트하드마스크막(30A)이 순차적으로 적층된 구조의 게이트(31)를 형성할 수 있다. 이때, 소자분리막(22)을 지나가는 게이트(31)는 제1게이트전극(31) 아래에 간섭방지막(27A)을 포함하게 된다. Through the above-described process, the
이와 같이, 본 발명은 간섭방지막(27A)을 형성함으로써, 활성영역(23)을 지나가는 메인게이트와 소자분리막(22)을 지나가는 패싱게이트 사이의 물리적거리를 증가시켜 패싱게이트효과를 완화시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, by forming the
다음으로, 도면에 도시하지는 않았지만 게이트(31)를 이온주입장벽으로 게이트(31) 양측 활성영역(23)의 기판(21)에 접합영역 즉, 소스 및 드레인영역을 형성하기 위한 불순물 이온주입을 실시한다. 이때, 불순물로는 P형 불순물(예컨대, 인(P), 비소(As)) 또는 N형 불순물(예컨대, 붕소(B))를 사용할 수 있다. Next, although not shown in the drawing, impurity ion implantation is performed to form a junction region, that is, a source and a drain region, on the
다음으로, 주입된 불순물을 활성화시키기 위한 열처리를 진행한다. 열처리는 퍼니스열처리법 또는 금속열처리법을 사용할 수 있다. Next, a heat treatment for activating the implanted impurities is performed. The heat treatment may be a furnace heat treatment method or a metal heat treatment method.
한편, 간섭방지막(27A)을 형성하기 위한 산소 이온주입을 실시한 후, 열처리공정을 진행하지 않고, 접합영역에 주입된 불순물을 활성화시키기 위한 열처리시 주입된 산소이온을 활성화시켜 간섭방지막(27A)을 형성할 수도 있다. 이 경우, 열처리에 대한 반도체 장치의 열적부담을 경감시킴과 동시에 반도체 장치의 제조공정을 단순화시킬 수 있다. Meanwhile, after the oxygen ion implantation for forming the
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위내의 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will appreciate that various embodiments within the scope of the technical idea of the present invention are possible.
도 1a는 종래기술에 따른 반도체 장치를 도시한 평면도.1A is a plan view showing a semiconductor device according to the prior art.
도 1b는 도 1a에 도시된 X-X`절취선에 따라 도시한 단면도.FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line X-X 'of FIG. 1A; FIG.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 장치를 도시한 단면도. 2 is a sectional view showing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 장치 제조방법을 도시한 공정단면도.3A to 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.
*도면 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
101, 21 : 기판 102, 22 : 소자분리막101, 21:
103, 12 : 활성영역 104, 24 : 리세스패턴103, 12:
109, 31 : 게이트 110, 27A : 간섭방지막109, 31:
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080085421A KR101068642B1 (en) | 2008-08-29 | 2008-08-29 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080085421A KR101068642B1 (en) | 2008-08-29 | 2008-08-29 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100026424A KR20100026424A (en) | 2010-03-10 |
KR101068642B1 true KR101068642B1 (en) | 2011-09-28 |
Family
ID=42177760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080085421A KR101068642B1 (en) | 2008-08-29 | 2008-08-29 | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101068642B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050112790A (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-01 | 삼성전자주식회사 | Fabricating method of mosfet having recessed channel |
KR20070018280A (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-14 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device and method for fabricating the same |
KR20080061989A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
-
2008
- 2008-08-29 KR KR1020080085421A patent/KR101068642B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050112790A (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-01 | 삼성전자주식회사 | Fabricating method of mosfet having recessed channel |
KR20070018280A (en) * | 2005-08-09 | 2007-02-14 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device and method for fabricating the same |
KR20080061989A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100026424A (en) | 2010-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8772828B2 (en) | Trench poly ESD formation for trench MOS and SGT | |
US9412755B2 (en) | Manufacturing method for semiconductor device | |
US9214354B2 (en) | Manufacturing method for semiconductor device | |
JP2008084995A (en) | High breakdown voltage trench mos transistor and manufacturing method thereof | |
KR101060694B1 (en) | Method for forming semiconductor device | |
JP2923768B2 (en) | Field effect transistor and method of manufacturing the same | |
JP3360064B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR102140593B1 (en) | Semiconductor having fin channel and method of the same | |
US7321144B2 (en) | Semiconductor device employing buried insulating layer and method of fabricating the same | |
KR100681286B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device having a recessed channel | |
KR20090039203A (en) | Method of fbricating semiconductor device | |
KR20070117143A (en) | Mos field effect transistor and method of fabricating the same | |
KR101068642B1 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
KR100642649B1 (en) | Semiconductor device applying well bias and method offabricating the same | |
KR20080006268A (en) | Method of manufcaturing a tunneling field effect transistor | |
JP2006060173A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JPH07106557A (en) | Semiconductor device and manufacture of the same | |
WO2004114412A1 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
KR20080029266A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP2006196736A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP4992179B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR100472008B1 (en) | Non-volatile memory and fabrication method thereof | |
KR100485166B1 (en) | A fabrication method of MOS transistor | |
KR20130128503A (en) | Method for manufacturing seminconductor device having multi-channel | |
KR20100038595A (en) | Method for fabricating semiconductor device |
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 |