KR101133523B1 - Method of manufacturing a transistor in a semiconductor device - Google Patents

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KR101133523B1 KR1020030097642A KR20030097642A KR101133523B1 KR 101133523 B1 KR101133523 B1 KR 101133523B1 KR 1020030097642 A KR1020030097642 A KR 1020030097642A KR 20030097642 A KR20030097642 A KR 20030097642A KR 101133523 B1 KR101133523 B1 KR 101133523B1
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    • 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

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법에 관한 것으로, 노광 장비로 정의 가능한 최소 폭으로 절연막에 개구부(또는, 트렌치)를 형성하고 개구부의 측벽에 절연막 스페이서를 형성한 후, 절연막 스페이서에 의해 폭이 좁아진 개구부를 전도성 물질로 매립하는 방식으로 게이트를 형성하고, 고온 열공정과 스오스/드레인을 형성하기 위한 이온주입 공정이 필요없는 SBMOSFET(Schottky Barrier Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)의 구조로 트랜지스터를 제고함으로써, 노광 장비로 정의 가능한 최소 폭보다 더 좁은 폭의 패턴을 안정적으로 형성하고 소오스/드레인을 형성하기 위한 열공정이나 이온주입 공정을 생략할 수 있어 공정의 재현성을 확보하면서 소자의 집적도를 높일 수 있다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a transistor of a semiconductor device, wherein openings (or trenches) are formed in the insulating film with a minimum width that can be defined by exposure equipment, and insulating film spacers are formed on the sidewalls of the openings. The gate is formed by filling the opening with a conductive material, and the transistor is provided by a structure of a Schottky Barrier Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor (SBMOSFET), which does not require a high temperature thermal process and an ion implantation process to form a source / drain. In addition, it is possible to stably form a pattern having a width narrower than the minimum width that can be defined by the exposure equipment, and to omit a thermal process or an ion implantation process for forming a source / drain, thereby increasing the integration of the device while ensuring the reproducibility of the process. .

SBMOSFET, 게이트, 다마신 구조, 패턴 폭, 노광한계SBMOSFETs, gates, damascene structures, pattern widths, exposure limits

Description

반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법{Method of manufacturing a transistor in a semiconductor device} Method of manufacturing a transistor in a semiconductor device             

도 1a 내지 도 1l은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도들이다.
1A to 1L are cross-sectional views of devices for describing a method of manufacturing a transistor of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101 : 반도체 기판 102 : 소자 분리막101 semiconductor substrate 102 device isolation film

103 : 제1 이온주입 마스크 104 : 제1 절연막103: first ion implantation mask 104: first insulating film

105 : 제2 절연막 105a : 개구부105: second insulating film 105a: opening part

106 : 희생 절연막 스페이서 107 : 게이트 절연막106: sacrificial insulating film spacer 107: gate insulating film

108 : 게이트 109 : 산화막108: gate 109: oxide film

110 : 절연막 스페이서 111 : 실리사이드층110 insulating film spacer 111 silicide layer

112 : 층간 절연막 112a : 콘택홀112: interlayer insulating film 112a: contact hole

113 : 콘택 플러그
113: contact plug

본 발명은 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법에 관한 것으로, 특히 집적도를 높일 수 있는 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a transistor of a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a transistor of a semiconductor device capable of increasing the degree of integration.

일반적으로 트랜지스터의 소오스/드레인을 형성하기 위해서 이온주입 공정을 실시한 후에는, 고온(예를 들면, 약 1000℃)에서 열공정을 실시한다. 이에 따라서, 주입된 불순물이 활성성화 된다. 이때, 불순물이 확산되는데, 불순물의 확산이 얕은 깊이에서 이루어지도록 하는데 어려움이 있다. Generally, after performing an ion implantation process to form the source / drain of a transistor, a thermal process is performed at high temperature (for example, about 1000 degreeC). As a result, the implanted impurities are activated. At this time, the impurities are diffused, which makes it difficult to diffuse the impurities at a shallow depth.

또한, 소자의 집적도는 노광장비의 성능에 거의 절대적으로 의존하고 있다. 소자의 집적도를 높이기 위해서는 고가의 노광장비가 필요하며, 노광장비가 정의할 수 있는 패턴보다 더 미세한 패턴을 형성하는 경우 공정의 재현성을 확보하기 어렵고 수율이 저하되어 소자의 집적도를 높이는데 어려움이 있다.
In addition, the degree of integration of the device is almost absolutely dependent on the performance of the exposure equipment. Expensive exposure equipment is needed to increase the integration of the device, and when a finer pattern is formed than the exposure device can define the pattern, it is difficult to secure the reproducibility of the process and the yield is lowered, thereby increasing the integration of the device. .

이에 대하여, 본 발명이 제시하는 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법은 노광 장비로 정의 가능한 최소 폭으로 절연막에 개구부(또는, 트렌치)를 형성하고 개구부의 측벽에 절연막 스페이서를 형성한 후, 절연막 스페이서에 의해 폭이 좁아진 개구부를 전도성 물질로 매립하는 방식으로 게이트를 형성하고, 고온 열공정과 스오스/드레인을 형성하기 위한 이온주입 공정이 필요없는 SBMOSFET(Schottky Barrier Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)의 구조로 트랜지스터를 제고함으로써, 노광 장비로 정의 가능한 최소 폭보다 더 좁은 폭의 패턴을 안정적으로 형성하고 소오스/드레인을 형성하기 위한 열공정이나 이온주입 공정을 생략할 수 있어 공정의 재현성을 확보하면서 소자의 집적도를 높일 수 있다.
In contrast, in the method of manufacturing a transistor of a semiconductor device according to the present invention, an opening (or trench) is formed in an insulating film with a minimum width that can be defined by exposure equipment, and an insulating film spacer is formed on the sidewall of the opening. The gate is formed by filling the narrow opening with a conductive material, and the transistor is formed by a structure of a Schottky Barrier Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor (SBMOSFET) that does not require a high-temperature thermal process and an ion implantation process to form a source / drain. By increasing the density, the thermal pattern or ion implantation process for stably forming a pattern narrower than the minimum width that can be defined by the exposure equipment and the source / drain can be omitted, thereby increasing the integration of the device while ensuring the reproducibility of the process. Can be.

본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법은 소자 분리막이 형성된 반도체 기판 상에 절연막을 순차적으로 형성하는 단계와, 절연막에 개구부를 최소폭으로 형성하는 단계와, 개구부의 측벽에 희생 절연막 스페이서를 형성하는 단계와, 개구부를 통해 노출된 반도체 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 개구부에 게이트를 형성하는 단계와, 절연막 및 희생 절연막 스페이서를 순차적으로 제거하는 단계와, 산화 공정으로 게이트의 표면을 산화시킨 후 전면 식각 공정을 실시하여 게이트의 측벽에 절연막 스페이서를 형성하는 단계와, 게이트 상부와, 게이트 가장자리의 반도체 기판 상에 실리사이드층을 형성하는 단계를 포함한다. In the method of manufacturing a transistor of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the steps of sequentially forming an insulating film on a semiconductor substrate on which the device isolation film is formed, forming an opening in the insulating film to a minimum width, and a sacrificial insulating film spacer on the sidewall of the opening Forming a gate insulating film on the semiconductor substrate exposed through the opening; forming a gate in the opening; and sequentially removing the insulating film and the sacrificial insulating film spacer; Forming an insulating film spacer on the sidewall of the gate by oxidizing the surface, and forming a silicide layer on the upper surface of the gate and on the semiconductor substrate at the gate edge.

상기에서, 개구부를 형성하는 과정에서 반도체 기판에 식각 손상이 발생되는 것을 방지하기 위하여 반도체 기판과 절연막의 사이에 식각 정지 절연막이 더 형성될 수 있다. 이때, 식각 정지 절연막은 SiON막으로 형성할 수 있다. In the above, an etch stop insulating layer may be further formed between the semiconductor substrate and the insulating layer in order to prevent the etching damage from occurring in the process of forming the opening. In this case, the etch stop insulating film may be formed of a SiON film.

희생 절연막 스페이서로 개구부의 폭을 조절한다. The width of the opening is controlled by the sacrificial insulating spacer.

산화 공정으로 게이트의 표면을 100Å 내지 300Å 정도 산화시키며, 절연막 스페이서를 형성한 후, 게이트 하부의 반도체 기판 높이를 상대적으로 높이기 위하여 반도체 기판의 표면을 식각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The surface of the gate may be oxidized by about 100 kV to about 300 kV by the oxidation process, and after forming the insulating film spacer, the surface of the semiconductor substrate may be etched to relatively increase the height of the semiconductor substrate under the gate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.

한편, 어떤 막이 다른 막 또는 반도체 기판의 '상'에 있다라고 기재되는 경우에 상기 어떤 막은 상기 다른 막 또는 반도체 기판에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는 그 사이에 제3의 막이 개재되어질 수도 있다. 또한 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.On the other hand, when a film is described as being "on" another film or semiconductor substrate, the film may exist in direct contact with the other film or semiconductor substrate, or a third film may be interposed therebetween. In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated for clarity and convenience of explanation. Like numbers refer to like elements on the drawings.

도 1a 내지 도 1l은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도들이다.1A to 1L are cross-sectional views of devices for describing a method of manufacturing a transistor of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 반도체 기판(101)의 소자 분리 영역에 소자 분리막(102)을 형성한다. 이때, 소자 분리막(102)은 STI(Shallow Trench Isolation) 방식을 적용하여 트렌치 구조로 형성할 수 있다. 이어서, 제1 이온주입 마스크(103)를 형성한 후 이온주입 공정으로 활성 영역에 웰(도시되지 않음)을 형성한다. 여기서, 제1 이온주입 마스크(103)는 n-웰을 형성하는 경우 p-웰 영역에 5가의 이온이 주입되거나 p-웰을 형성하는 경우 n-웰 영역에 3가의 이온이 주입되는 것을 방지하기 위하여 형성된다. Referring to FIG. 1A, an isolation layer 102 is formed in an isolation region of the semiconductor substrate 101. In this case, the device isolation layer 102 may be formed in a trench structure by applying a shallow trench isolation (STI) method. Subsequently, after forming the first ion implantation mask 103, a well (not shown) is formed in the active region by an ion implantation process. Here, the first ion implantation mask 103 may prevent pentavalent ions into the p-well region when the n-well is formed or trivalent ions into the n-well region when the p-well is formed. Is formed.

도 1b를 참조하면, 제1 이온주입 마스크(도 1a의 103)를 제거한 후, 소자 분리막(102)과 웰(도시되지 않음)이 형성된 반도체 기판(101)의 전체 구조 상에 제1 절연막(104) 및 제2 절연막(105)을 순차적으로 형성한다. 여기서, 제1 절연막(104)은 SiON막으로 형성하는 것이 바람직하다. 이는, 후속 공정에서 게이트가 형성될 영역을 정의하기 위한 식각 공정 시 반도체 기판(101)을 식각공정으로부터 보호하기 위함이다. 한편, 제2 절연막(105)은 게이트나 소정의 패턴이 형성될 영역을 정의하기 위한 희생 절연막의 역할을 하며, 실리콘 산화막으로 형성할 수 있다. 또한, 제2 절연막(105)의 두께는 후속 공정에서 형성하고자 하는 패턴의 높이를 고려하여 결정하는 것이 바람직하며, 1800Å 내지 2500Å의 두께로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1B, after removing the first ion implantation mask 103 (FIG. 1A), the first insulating layer 104 is formed on the entire structure of the semiconductor substrate 101 on which the device isolation layer 102 and the wells (not shown) are formed. ) And the second insulating film 105 are sequentially formed. Here, the first insulating film 104 is preferably formed of a SiON film. This is to protect the semiconductor substrate 101 from the etching process during the etching process for defining the region where the gate is to be formed in a subsequent process. The second insulating layer 105 may serve as a sacrificial insulating layer for defining a gate or a region in which a predetermined pattern is to be formed, and may be formed of a silicon oxide layer. In addition, the thickness of the second insulating layer 105 is preferably determined in consideration of the height of the pattern to be formed in a subsequent step, and may be formed to a thickness of 1800 kPa to 2500 kPa.

도 1c를 참조하면, 식각 공정으로 제2 절연막(105)의 일부 영역을 제거하여 게이트나 소정의 패턴이 형성될 영역을 개구부(105a) 형태로 정의한다. 이로써, 게이트가 형성될 영역에서는 개구부(105a)가 형성되고, 개구부(105a)를 통해 제1 절연막(104)이 노출된다. 이때, 개구부(105a)는 노광 장비가 안정적으로 정의할 수 있는 최소폭으로 형성한다. Referring to FIG. 1C, a portion of the second insulating layer 105 is removed by an etching process to define a region in which a gate or a predetermined pattern is to be formed in the form of an opening 105a. As a result, the opening 105a is formed in the region where the gate is to be formed, and the first insulating film 104 is exposed through the opening 105a. At this time, the opening 105a is formed in the minimum width that the exposure equipment can stably define.

도 1d를 참조하면, 개구부(105a)의 측벽에 희생 절연막 스페이서(106)를 형성한다. 이때, 희생 절연막 스페이서(106)는 실리콘 질화막으로 형성할 수 있으며, 개구부(105a)를 포함한 전체 구조 상에 절연막을 형성한 후, 전면 식각 공정으로 절연막을 개구부(105a)의 측벽에만 잔류시키는 방법으로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1D, the sacrificial insulating layer spacer 106 is formed on the sidewall of the opening 105a. In this case, the sacrificial insulating film spacer 106 may be formed of a silicon nitride film, and after the insulating film is formed on the entire structure including the opening 105a, the insulating film is left only on the sidewall of the opening 105a by a front etching process. Can be formed.

여기서, 희생 절연막 스페이서(106)는 게이트나 소정의 막이 형성될 개구부(105a)의 폭을 좁히기 위하여 형성되며, 이로써 게이트나 소정의 막을 노광 장비가 안정적으로 정의할 수 있는 최소폭보다 더 좁은 폭으로 형성할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 노광 장비가 정의할 수 있는 패턴의 최소 폭이 20um이고 게이트의 목표 폭을 0.14um로 설정한 경우, 희생 절연막 스페이서(106)를 0.3um의 두께로 개구부(105a)의 양 측벽에 형성하면 폭이 0.6um만큼 감소하여 개구부(105a) 내부에 0.14um의 폭으로 게이트를 형성할 수 있다. Here, the sacrificial insulating layer spacer 106 is formed to narrow the width of the opening 105a in which the gate or the predetermined film is to be formed, thereby narrowing the gate or the predetermined film to a width smaller than the minimum width that the exposure equipment can stably define. Can be formed. Specifically, for example, when the minimum width of the pattern that the exposure equipment can define is 20 μm and the target width of the gate is set to 0.14 μm, the amount of the opening 105a is 0.3 μm in the thickness. When formed on the sidewalls, the width may be reduced by 0.6 μm to form a gate having a width of 0.14 μm in the opening 105 a.

따라서, 희생 절연막 스페이서(106)를 형성하기 위하여 전체 구조 상에 절연막을 형성할 때, 개구부(104a)의 폭을 얼마나 줄일 것인지를 고려하여 절연막의 두께를 설정하는 것이 바람직하다. Therefore, when the insulating film is formed over the entire structure to form the sacrificial insulating film spacer 106, it is preferable to set the thickness of the insulating film in consideration of how much the width of the opening 104a is to be reduced.

도 1e를 참조하면, 개구부(105a)를 통해 노출되는 제1 절연막(104)을 제거한다. 이로써, 개구부를 통해 반도체 기판(101)의 표면이 노출된다. 이어서, 반도체 기판(101)의 표면에 게이트 절연막(107)을 형성한다.Referring to FIG. 1E, the first insulating layer 104 exposed through the opening 105a is removed. As a result, the surface of the semiconductor substrate 101 is exposed through the opening. Next, a gate insulating film 107 is formed on the surface of the semiconductor substrate 101.

도 1f를 참조하면, 개구부(105a)에 게이트(108)를 형성한다. 게이트(108)는 개구부(105a)가 완전히 매립되도록 전체 구조 상에 도전 물질층을 형성한 후, 제2 절연막(105) 상부의 도전 물질층만을 선택적으로 제거하고 개구부(105a)에만 도전 물질층을 잔류시키는 방법으로 형성할 수 있다. 이때, 도전 물질층은 폴리실리콘츠으로 형성할 수 있으며, 제2 절연막(105) 상부의 도전 물질층은 화학적 기계적 연마 공정으로 제거할 수 있다. 한편, 화학적 기계적 연마 공정은 제2 절연막(105)의 성분이 검출되는 시점에서 연마를 중지하는 방식으로 진행하며, 이를 통해 게이트(108)의 높이를 정확하게 제어할 수 있다. Referring to FIG. 1F, a gate 108 is formed in the opening 105a. The gate 108 forms a conductive material layer on the entire structure such that the opening 105a is completely filled, and then selectively removes only the conductive material layer on the second insulating layer 105 and removes the conductive material layer only in the opening 105a. It can form by the method of making it remain. In this case, the conductive material layer may be formed of polysilicon, and the conductive material layer on the second insulating layer 105 may be removed by a chemical mechanical polishing process. On the other hand, the chemical mechanical polishing process proceeds in such a way that the polishing is stopped when the component of the second insulating film 105 is detected, through which the height of the gate 108 can be accurately controlled.

도 1g를 참조하면, 제2 절연막(도 1f의 105) 및 제1 절연막(도 1f의 104)을 순차적으로 제거한다. 이때, 절연막들은 희석된 불산(HF) 용액이나 BOE 용액으로 제거할 수 있다. 한편, 제1 절연막은 완전히 제거할 수 있으며, 희생 절연막 스페이서(106) 하부에만 제1 절연막(104)을 잔류시킬 수도 있다. 만일, 저에너지 이온주입 장치가 없다면 희생 절연막 스페이서(106) 하부에 제1 절연막(104)을 잔류시키는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 1G, the second insulating film 105 (FIG. 1F) and the first insulating film (104 of FIG. 1F) are sequentially removed. In this case, the insulating layers may be removed with diluted hydrofluoric acid (HF) solution or BOE solution. Meanwhile, the first insulating film may be completely removed, and the first insulating film 104 may be left only under the sacrificial insulating film spacer 106. If there is no low energy ion implantation device, it is preferable to leave the first insulating film 104 under the sacrificial insulating film spacer 106.

도 1h를 참조하면, 게이트(108)의 측벽에 잔류하는 희생 절연막 스페이서(도 1g의 106)와 그 하부의 제1 절연막(도 1g의 104)을 제거한다. 이로써, 게이트(108)의 표면이 완전히 노출된다.Referring to FIG. 1H, the sacrificial insulation spacer (106 of FIG. 1G) remaining on the sidewall of the gate 108 and the first insulating layer 104 (FIG. 1G) below it are removed. As a result, the surface of the gate 108 is completely exposed.

도 1i를 참조하면, 게이트(108)의 전체 표면을 산화 공정으로 산화시킨다. 이때, 반도체 기판(101)의 표면도 산화되어, 게이트(108)의 표면과 반도체 기판(101)의 표면에 산화막(109)이 형성된다. 산화 공정은 게이트(108) 표면에 산화막(109)이 100Å 내지 300Å의 두께로 형성되도록 실시한다.Referring to FIG. 1I, the entire surface of the gate 108 is oxidized in an oxidation process. At this time, the surface of the semiconductor substrate 101 is also oxidized, and an oxide film 109 is formed on the surface of the gate 108 and the surface of the semiconductor substrate 101. The oxidation process is performed such that the oxide film 109 is formed on the surface of the gate 108 to a thickness of 100 kPa to 300 kPa.

한편, 반도체 기판(101)의 표면에 형성되는 산화막(109)은 반도체 기판(101)의 소정 깊이까지 침투하면서 형성된다. On the other hand, the oxide film 109 formed on the surface of the semiconductor substrate 101 is formed while penetrating to a predetermined depth of the semiconductor substrate 101.

도 1j를 참조하면, 건식 식각 방식으로 전면 식각 공정을 실시하여 게이트(108) 상부의 산화막(도 1i의 109)과 반도체 기판(101) 상부의 산화막(도 1i의 109)을 제거하고 게이트(108)의 측벽에만 산화막(도 1i의 109)을 잔류시킨다. 산화막(도 1i의 109)은 게이트(108)의 측벽이 오목하게 들어간 상태에서 형성됐기 때문에 전면 식각 공정 시 게이트(108)의 측벽에 형성된 산화막(도 1i의 109)은 식각되지 않고 잔류된다. 이로써, 게이트(108)의 측벽에는 잔류하는 산화막(도 1i의 109)으로 이루어진 절연막 스페이서(110)가 형성된다. Referring to FIG. 1J, the entire surface etching process may be performed by a dry etching method to remove the oxide layer 109 of FIG. 1I and the oxide layer 109 of FIG. 1I on the semiconductor substrate 101, and to remove the gate 108. The oxide film (109 in Fig. 1I) is left only on the sidewall of the &quot; Since the oxide film 109 of FIG. 1I is formed while the sidewall of the gate 108 is recessed, the oxide film 109 of FIG. 1I that remains on the sidewall of the gate 108 is left without etching during the entire surface etching process. As a result, an insulating film spacer 110 made of the remaining oxide film (109 in FIG. 1I) is formed on the sidewall of the gate 108.

한편, 반도체 기판(101)의 표면에 형성된 산화막(도 1i의 109)이 제거되면서 반도체 기판(101)의 표면 높이가 낮아진다. 따라서, 상대적으로 채널 영역에 해당하는 게이트(108) 하부의 반도체 기판(101) 높이가 높아진다. On the other hand, while the oxide film (109 in FIG. 1I) formed on the surface of the semiconductor substrate 101 is removed, the surface height of the semiconductor substrate 101 is lowered. Accordingly, the height of the semiconductor substrate 101 under the gate 108 corresponding to the channel region is increased.

추가로 반도체 기판(101)을 식각하여 게이트(108) 하부의 반도체 기판(101) 높이를 상대적으로 보다 더 높일 수 있다. 이때, 반도체 기판(101)의 표면을 50Å 내지 200Å 정도 식각할 수 있다. 이는, 후속 공정으로 실리사이드층 형성 공정 시 실리사이드층이 게이트 산화막 하부로 수평(Lateral)하게 성장할 수 있도록 하기 위한 것이며, 이 경우 소오스와 드레인 간의 거리가 줄어들어 SBMOSFET의 동작 특성을 보다 더 향상시킬 수 있다. In addition, the height of the semiconductor substrate 101 under the gate 108 may be relatively higher by etching the semiconductor substrate 101. At this time, the surface of the semiconductor substrate 101 may be etched 50 ~ 200 ~. This is to allow the silicide layer to grow laterally under the gate oxide layer during the silicide layer forming process in a subsequent process. In this case, the distance between the source and the drain may be reduced to further improve the operation characteristics of the SBMOSFET.

반도체 기판(101)의 표면을 식각한 후에는, 큐링(Curing) 및 세정 공정을 실시한다. 세정 공정 대신에 ATC 처리를 실시할 수도 있다. After the surface of the semiconductor substrate 101 is etched, a curing and cleaning process is performed. The ATC treatment may be performed instead of the cleaning process.

도 1k를 참조하면, 종래에는 소오스/드레인을 형성하기 위하여 이온주입을 실시하였으나, 본 발명에서는 이온주입 공정을 실시하지 않고 바로 자기 정렬식 실리사이드(Self Aligned Silicide) 공정을 실시하여 게이트(108) 상부와 반도체 기판(101)의 활성 영역 상에 실리사이드층(111)을 형성한다. Referring to FIG. 1K, conventionally, ion implantation was performed to form a source / drain. However, in the present invention, a self-aligned silicide process is immediately performed without performing an ion implantation process, and thus the upper portion of the gate 108 is formed. And a silicide layer 111 is formed on the active region of the semiconductor substrate 101.

이때, 실리사이드층(111)을 형성하기 위한 금속 물질로 Ir, Pt2, Er 등을 사 용할 수 있으며, SBMOSFET의 타입에 따라 결정된다. 즉, 각 실리사이드의 일함수는 N/P 타입의 실리콘의 성질의 띠게 되므로 원하는 타입의 소자 형성이 가능하다.In this case, Ir, Pt2, Er, or the like may be used as the metal material for forming the silicide layer 111, and is determined according to the type of SBMOSFET. In other words, since the work function of each silicide becomes a characteristic of the N / P type silicon, it is possible to form a desired type of device.

이로써, SBMOSFET가 제조된다. In this way, an SBMOSFET is manufactured.

도 1l을 참조하면, 전체 구조 상에 층간 절연막(112)을 형성하고, 콘택홀(112a)을 형성한 후, 콘택홀(112a) 내부에 콘택 플러그(113)를 형성한다.
Referring to FIG. 1L, an interlayer insulating layer 112 is formed on an entire structure, a contact hole 112a is formed, and a contact plug 113 is formed inside the contact hole 112a.

상술한 바와 같이, 본 발명은 노광 장비로 정의 가능한 최소 폭으로 절연막에 개구부(또는, 트렌치)를 형성하고 개구부의 측벽에 절연막 스페이서를 형성한 후, 절연막 스페이서에 의해 폭이 좁아진 개구부를 전도성 물질로 매립하는 방식으로 게이트를 형성하고, 고온 열공정과 스오스/드레인을 형성하기 위한 이온주입 공정이 필요없는 SBMOSFET(Schottky Barrier Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)의 구조로 트랜지스터를 제고함으로써, 노광 장비로 정의 가능한 최소 폭보다 더 좁은 폭의 패턴을 안정적으로 형성하고 소오스/드레인을 형성하기 위한 열공정이나 이온주입 공정을 생략할 수 있어 공정의 재현성을 확보하면서 소자의 집적도를 높일 수 있다.As described above, the present invention forms the openings (or trenches) in the insulating film to the minimum width that can be defined by the exposure equipment, and the insulating film spacers are formed on the sidewalls of the openings. It is defined as an exposure equipment by forming a gate in a buried manner and enhancing the transistor with a structure of a Schottky Barrier Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor (SBMOSFET) that does not require a high temperature thermal process and an ion implantation process to form a source / drain. It is possible to stably form a pattern narrower than the minimum width possible and to omit a thermal process or an ion implantation process for forming a source / drain, thereby increasing the integration of the device while ensuring the reproducibility of the process.

Claims (7)

소자 분리막이 형성된 반도체 기판 상에 절연막을 순차적으로 형성하는 단계;Sequentially forming an insulating film on the semiconductor substrate on which the device isolation film is formed; 상기 절연막에 개구부를 형성하는 단계;Forming openings in the insulating film; 상기 개구부의 측벽에 희생 절연막 스페이서를 형성하는 단계;Forming a sacrificial insulation spacer on sidewalls of the opening; 상기 개구부를 통해 노출된 상기 반도체 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;Forming a gate insulating film on the semiconductor substrate exposed through the opening; 상기 개구부에 게이트를 형성하는 단계;Forming a gate in the opening; 상기 절연막 및 상기 희생 절연막 스페이서를 순차적으로 제거하는 단계;Sequentially removing the insulating film and the sacrificial insulating film spacer; 산화 공정으로 상기 게이트의 표면을 산화시킨 후 전면 식각 공정을 실시하여 상기 게이트의 측벽에 절연막 스페이서를 형성하는 단계;Oxidizing the surface of the gate by an oxidation process and then performing an entire surface etching process to form an insulating film spacer on the sidewall of the gate; 상기 게이트 측벽에 상기 절연막 스페이서를 형성한 후, 상기 게이트 하부의 상기 반도체 기판 높이를 상대적으로 높이기 위하여 상기 실리사이드층이 형성될 상기 반도체 기판 표면을 식각하는 단계; 및After forming the insulating film spacer on the gate sidewall, etching a surface of the semiconductor substrate on which the silicide layer is to be formed to relatively increase the height of the semiconductor substrate under the gate; And 상기 게이트 상부와, 상기 게이트 가장자리의 상기 반도체 기판 상에 실리사이드층을 형성하는 단계;Forming a silicide layer on the gate and on the semiconductor substrate at the gate edge; 를 포함하는 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법.Transistor manufacturing method of a semiconductor device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개구부를 형성하는 과정에서 상기 반도체 기판에 식각 손상이 발생되는 것을 방지하기 위하여 상기 반도체 기판과 상기 절연막의 사이에 식각 정지 절연막이 더 형성되는 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법.And an etch stop insulating film is further formed between the semiconductor substrate and the insulating film to prevent etch damage from occurring in the semiconductor substrate during the opening. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 식각 정지 절연막이 SiON막인 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법.The method of manufacturing a transistor of a semiconductor device, wherein the etch stop insulating film is a SiON film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 희생 절연막 스페이서로 상기 개구부의 폭을 조절하는 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법.And a width of the opening portion is controlled by the sacrificial insulating layer spacer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산화 공정으로 상기 게이트의 표면을 100Å 내지 300Å 정도 산화시키는 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법.And a surface of the gate is oxidized about 100 kV to about 300 kV by the oxidation process. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반도체 기판의 표면을 식각하는 단계는, 상기 반도체 기판 표면을 50Å 내지 200Å로 식각하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법. The etching of the surface of the semiconductor substrate, the semiconductor substrate transistor manufacturing method, characterized in that for etching the surface of the semiconductor substrate 50 ~ 200Å.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04346476A (en) * 1991-05-24 1992-12-02 Sharp Corp Manufacture of mosfet
JPH07115195A (en) * 1993-10-14 1995-05-02 Nec Corp Mos transistor and its manufacture
JPH10200098A (en) * 1997-01-07 1998-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and fabrication thereof
KR19990001920A (en) * 1997-06-18 1999-01-15 윤종용 Method of forming MOS transistor with raised source / drain structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04346476A (en) * 1991-05-24 1992-12-02 Sharp Corp Manufacture of mosfet
JPH07115195A (en) * 1993-10-14 1995-05-02 Nec Corp Mos transistor and its manufacture
JPH10200098A (en) * 1997-01-07 1998-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and fabrication thereof
KR19990001920A (en) * 1997-06-18 1999-01-15 윤종용 Method of forming MOS transistor with raised source / drain structure

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