KR101802055B1 - 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법 - Google Patents

수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법 Download PDF

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Abstract

수직 집적 전면-게이트 다층 나노선(vertically integrated gate-all-around multiple nanowire) 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 방법은 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성하는 단계; 상기 수직 집적 다층 나노선 채널에 층간 절연막(interlayer dielectric; ILD)을 형성하는 단계; 상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되도록 상기 층간 절연막에 홀을 생성하는 단계; 및 상기 홀이 채워지도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 홀이 채워지도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 형성하는 단계는 상기 홀을 통하여 노출된 상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부를 감싸도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 증착하는 단계를 포함한다.

Description

수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법{VERTICALLY INTEGRATED GATE-ALL-AROUND MULTIPLE NANOWIRE JUNCTIONLESS TRANSISTOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
지난 45년 동안 반도체 트랜지스터는 무어의 법칙(Moore's law)을 탄생시키면서 지속적인 소형화(scaling down) 과정을 통해 무려 20번에 가까운 소형화 기술의 혁신적 진화를 거쳐 왔다. 그 결과, 금속-산화막-반도체 전계-효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field-effect-transistor; MOSFET)의 게이트 선폭(gate length)은 평균 2.5년에 1번 정도의 비율로 약 70%씩 감소했고, 결과적으로 지난 45년 동안 무려 400분의 1로 줄었다.
지속적인 소형화를 거쳐 2000년 이후, 실리콘 기술은 드디어 100nm 미만의 게이트 선폭을 가진 트랜지스터를 양산하기 시작하면서 본격적으로 나노전자소자의 서막을 열었다. 그러나 이 시기부터 계속된 소형화 추세는 순간순간 정체기에 직면했고, 그 결과 제작 공정의 물리적 한계를 노출시켰을 뿐만 아니라, 성능적인 측면에서도 심각한 부작용을 야기했다. 게이트 선폭의 감소에 기인한 단채널 효과(short channel effect; SCE)가 대표적인 부작용이다. 아직 sub-10nm 수준의 극한 게이트 선폭에 도달하지 않았을 지라도, 단채널 효과에서 파생된 대기 상태의 누설 전류(off-state leakage currnet) 증가는 현재 및 향후의 MOSFET 소형화를 방해하는 심각한 문제이다.
이러한 가운데, 전면-게이트(gate-all-around) 나노선 채널구조는 단채널 효과에서 파생된 누설전류의 증가를 억제하는데 있어서, 가장 효과적인 구조로 평가 받고 있다.
이에, 아래의 실시예들은 수직 집적 다층 나노선 전계-효과 트랜지스터(vertically integrated gate-all-around multiple nanowire field-effect transistor)에 대한 기술을 제안한다.
현재 사용하고 있는 대부분의 반도체 트랜지스터는 접합(junction)을 기반으로 구성되어 있다. 접합은 이동전하(mobile charge)의 흐름과 차단을 용이하게 함으로써, 반도체 트랜지스터의 기능을 강화시키는 역할을 한다. 따라서 접합의 존재는 트랜지스터에 필수적인 구성요소로서 인식되어 왔다. 이러한 가운데, 기존 트랜지스터에 대한 고정 관념을 바꾼 접합이 없는(junctionless, 무접합의) 트랜지스터는 간단한 제작 공정과 동작상의 다양한 장점으로 인해 개발과 동시에 차세대 트랜지스터로서 학계와 산업계의 많은 주목을 받았다.
그러나 접합의 부재는 안정적인 온-오프 스위칭 측면에서 기존의 접합 기반의 트랜지스터 대비 훨씬 우수한 게이트 조절 능력을 요구한다. 즉, 온-오프 스위칭은 접합의 도움 없이 오로지 게이트의 조절능력에만 의지해야 한다. 한편, 고성능 무접합 트랜지스터의 개발은 주로 전자가 이동하는 경로인 채널의 저항을 감소시키는 방향에 집중해 왔고, 이를 위해 고농도의 채널 이온 주입공정이 적용되었다. 하지만, 증가된 도핑(doping) 불순물로 인한 산란효과(scattering effect)는 성능저하의 또 다른 원인이 되었고, 결국 채널 저항과의 적절한 타협이 요구된다. 근본적인 관점에서 트랜지스터의 고성능을 위한 이견이 없는 가장 확실한 방법은 채널 영역의 폭을 증가시키는 것이다. 그러나 계속된 소형화를 위한 확장성(scalability) 및 집적도와 게이트의 채널에 대한 조절능력을 고려할 때, 이 방법 또한 적절치 않다. 따라서 차세대 전자산업을 위한 무접합 트랜지스터의 개발은 탁월한 게이트 조절능력과 고성능 및 우수한 확장성의 최적화가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
이러한 상황에서 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 전계-효과 트랜지스터는 우수한 게이트 조절능력과 고성능 및 높은 확장성을 모두 만족시킬 수 있는 최적의 구조이다. 그러나 기존의 접합 기반의 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 전계-효과 트랜지스터는 다층 나노선을 수직으로 집적하는 공정의 복잡성 및 가변성으로 인한 트랜지스터의 완성도를 저하시키는 문제점이 있다.
구체적으로, 기존의 접합 기반의 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 전계-효과 트랜지스터는 복수의 나노선들 각각의 모양 및 크기의 불균일성에 기인된 성능 가변성, 소스-드레인에 이온 주입 공정(ion implantation process) 및 열처리 공정(annealing process)을 이용하여 균일한 도핑 농도를 갖는 다층 나노선을 형성하기 어렵다는 점, 그로 인해 발생하는 소스-드레인과 채널 저항의 불균일성, 나노선 채널의 모서리 효과(corner effect)에 대한 트랜지스터 성능의 민감성 등의 문제점을 갖는다.
따라서, 아래의 실시예들은 기존의 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 전계-효과 트랜지스터가 갖는 문제점을 모두 해결한, 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선(vertically integrated gate-all-around multiple nanowire) 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법에 관한 기술을 제안한다.
일실시예들은 접합 없이 일괄 플라즈마 건식 식각 공정(plasma-based one-route all-dry etching process)을 이용하여 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수집 집적 다층 나노선 채널을 형성함으로써, 나노선의 모양 변화에 덜 민감한 성능 가변성을 갖고, 소스-드레인 형성에 따른 공정의 복잡성과 그로 인한 성능의 가변성 및 불안정성을 근본적으로 해결하며, 저전력, 고성능, 고집적, 저비용의 구현이 가능한 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법을 제공한다.
일실시예에 따르면, 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선(vertically integrated gate-all-around multiple nanowire) 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 방법은 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성하는 단계; 상기 수직 집적 다층 나노선 채널에 층간 절연막(interlayer dielectric; ILD)을 형성하는 단계; 상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되도록 상기 층간 절연막에 홀을 생성하는 단계; 및 상기 홀이 채워지도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 홀이 채워지도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 형성하는 단계는 상기 홀을 통하여 노출된 상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부를 감싸도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 증착하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성하는 단계는 기판에 이온을 주입하는 단계; 상기 기판 상에 활성층의 형태에 따라 산화막을 증착하는 단계; 및 상기 산화막을 마스크로 이용하여 상기 기판에 일괄 플라즈마 건식 식각 공정(plasma-based one-route all-dry etching process)을 진행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 산화막을 마스크로 이용하여 상기 기판에 상기 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 진행하는 단계는 상기 기판에 고분자중합체를 이용하여 비등방성(anisotropic) 식각 공정을 수행하여 보호막을 형성하는 단계; 및 육불화황(sulfur hexafluoride; SF6) 가스를 이용하여 상기 기판에 등방성(isotropic) 식각 공정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 육불화황 가스를 이용하여 상기 기판에 등방성 식각 공정을 수행하는 단계는 상기 기판의 상면 중 상기 산화막이 증착된 영역을 제외한 나머지 영역 및 상기 기판의 측면 사이의 식각율 차이를 이용하여, 상기 기판의 양끝단에 의해 지탱된 채 공중에 떠있는 나노선을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 산화막을 마스크로 이용하여 상기 기판에 상기 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 진행하는 단계는 상기 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 상기 수직 집적 다층 나노선 채널이 형성되도록 상기 기판에 상기 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 반복적으로 진행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판에 이온을 주입하는 단계는 상기 이온 주입된 기판에 열 공정(annealing process)을 진행하는 단계를 더 포함하고, 상기 기판 상에 활성층의 형태에 따라 산화막을 증착하는 단계는 상기 산화막을 마스크로 이용하여, 상기 산화막이 증착된 기판에 포지티브 감광성 수지(positive photoresist)를 기반으로 하는 노광 공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성하는 단계는 기판에 이온을 주입하여 소스-드레인을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수직 집적 다층 나노선 채널에 층간 절연막을 형성하는 단계는 활성층의 형태를 갖는 마스크를 이용하여, 상기 층간 절연막에 네거티브 감광성 수지(negative photoresist)를 기반으로 하는 노광 공정을 수행하는 단계; 상기 활성층 및 비활성층 사이의 단차를 감소시키기 위하여 상기 층간 절연막에 건식 식각 공정을 진행하는 단계; 및 화학적-기계적 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 공정을 통하여 상기 층간 절연막을 평탄화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되도록 상기 층간 절연막에 홀을 생성하는 단계는 상기 수직 집적 다층 나노선 채널을 중심으로 양쪽 영역에 미리 설정된 깊이의 패턴들이 형성되도록 상기 층간 절연막 상에 노광 공정 및 건식 식각 공정을 수행하는 단계; 및 상기 미리 설정된 깊이의 패턴들이 병합되어 상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되는 상기 홀이 생성되도록 상기 미리 설정된 깊이의 패턴들 사이에 위치하는 층간 절연막에 습식 식각 공정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되도록 상기 층간 절연막에 홀을 생성하는 단계는 상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 상기 기판에 인접한 나노선 채널 및 상기 기판 사이에 상기 층간 절연막을 잔여시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 홀이 채워지도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 형성하는 단계는 화학적-기계적 연마 공정을 통하여 상기 게이트 유전막을 평탄화 시키는 단계; 게이트 전극을 형성하도록 상기 게이트 유전막 상에 노광 공정 및 건식 식각 공정을 수행하는 단계; 및 상기 게이트 전극에 열처리 공정을 진행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선(vertically integrated gate-all-around multiple nanowire) 채널 기반의 무접합 트랜지스터는 소스-드레인; 상기 소스-드레인 사이에 복수의 나노선들이 수직으로 집적되어 형성된 수직 집적 다층 나노선 채널; 상기 수직 집적 다층 나노선 채널에 형성된 층간 절연막(interlayer dielectric; ILD); 및 상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 게이트 전극을 포함한다.
상기 수직 집적 다층 나노선 채널은 다음의 공정들을 통하여 형성되고, 상기 공정들은 기판에 이온을 주입하는 단계; 상기 기판 상에 활성층의 형태에 따라 산화막을 증착하는 단계; 및 상기 산화막을 마스크로 이용하여 상기 기판에 일괄 플라즈마 건식 식각 공정(plasma-based one-route all-dry etching process)을 진행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 산화막을 마스크로 이용하여 상기 기판에 상기 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 진행하는 단계는 상기 기판에 고분자중합체를 이용하여 비등방성(anisotropic) 식각 공정을 수행하여 보호막을 형성하는 단계; 및 육불화황(sulfur hexafluoride; SF6) 가스를 이용하여 상기 기판에 등방성(isotropic) 식각 공정을 수행하는 단계를 포함하고, 상기 육불화황 가스를 이용하여 상기 기판에 등방성 식각 공정을 수행하는 단계는 상기 기판의 상면 중 상기 산화막이 증착된 영역을 제외한 나머지 영역 및 상기 기판의 측면 사이의 식각율 차이를 이용하여, 상기 기판의 양끝단에 의해 지탱된 채 공중에 떠있는 나노선을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예들은 접합 없이 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 이용하여 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수집 집적 다층 나노선 채널을 형성함으로써, 나노선의 모양 변화에 덜 민감한 성능 가변성을 갖고, 소스-드레인 형성에 따른 공정의 복잡성과 그로 인한 성능의 가변성 및 불안정성을 근본적으로 해결하며, 저전력, 고성능, 고집적, 저비용의 구현이 가능한 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법을 제공할 수 있다.
구체적으로, 기존의 접합 기반의 트랜지스터에서 전자는 나노선의 표면을 통해 이동하기 때문에, 기존의 접합 기반의 트랜지스터는 나노선의 모양 변화(게이트로 인한 전계가 집중되는 모서리의 모양)에 따라 민감한 성능 가변성을 갖는다. 그러나 일실시예들은 접합 없이 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 이용하여 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수집 집적 다층 나노선 채널을 형성함으로써, 전자가 나노선의 표면이 아닌 나노선 중심부에서 이동되도록 하기 때문에, 나노선의 모양 변화에 덜 민감한 성능 가변성을 갖는 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법을 제공할 수 있다.
또한, 일실시예들은 접합 없이 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 이용하여 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수집 집적 다층 나노선 채널을 형성함으로써, 소스-드레인을 형성하는 별도의 공정을 생략하기 때문에, 소스-드레인 형성에 따른 공정의 복잡성과 그로 인한 성능의 가변성 및 불안정성을 근본적으로 해결하는 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법을 제공할 수 있다.
또한, 일실시예들은 무접합 트랜지스터에 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 3차원 구조를 적용함으로써, 단채널 효과에서 파생된 누설전류의 증가를 억제하여 저전력, 고성능, 고집적, 저비용의 구현이 가능한 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 기재된 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 기재된 방법을 통하여 제작된 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터에서 a-a' 방향으로 절단된 단면 및 상기 단면이 확대된 투과현미경 사진이다.
도 5는 도 3의 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터에서 b-b' 방향으로 절단된 단면의 주사 현미경 사진 및 접합 기반의 금속-산화물-반도체 전계-효과 트랜지스터를 나타낸 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터는 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 시스템(이하, 제작 시스템으로 기재함)에 의해 제작된다. 그 구체적인 제작 방법은 다음과 같다.
우선, 제작 시스템은 채널(110)을 형성하기 위하여, 기판에 이온을 주입할 수 있다. 이 때, 기판으로는 붕소(boron)가 도핑된 벌크 실리콘 웨이퍼가 이용될 수 있다. 만약, n형 채널을 형성하고자 한다면, n형 이온이 주입될 수 있고, p형 채널을 형성하고자 한다면, p형 이온이 주입될 수 있다. 또한, 기판에 이온이 주입됨에 따라, 기판의 양끝단(111)에 소스-드레인이 형성될 수 있다.
이어서, 제작 시스템은 이온 주입에 따른 기판의 손상을 최소화하고, 이온의 활성화를 위하여 이온이 주입된 기판에 열 공정(annealing process)을 진행할 수 있다.
그 다음, 제작 시스템은 기판 상에 활성층의 형태에 따라 산화막을 증착할 수 있다. 예를 들어, 제작 시스템은 플라즈마 기반의 화학기상 증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD)을 이용하여 고밀도 플라즈마(high density plasma; HDP) 산화막을 기판 상에 증착할 수 있다. 여기서, 산화막은 활성층의 형태에 따라 증착되어, 후술되는 일괄 플라즈마 건식 식각 공정에서 활성층의 보호를 위한 마스크 역할을 할 수 있다.
그 다음, 제작 시스템은 산화막을 마스크로 이용하여, 산화막이 증착된 기판에 포지티브 감광성 수지(positive photoresist, 빛이 조사된 영역이 식각됨)를 기반으로 하는 노광 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제작 시스템은 불화크립톤(krypton fluoride; KrF) 레이저기반의 포지티브 감광성 수지를 이용한 노광 공정을 고밀도 플라즈마 산화막 상에 수행할 수 있다.
그 후, 제작 시스템은 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널(110)을 형성하기 위하여, 산화막을 마스크로 이용하여 기판에 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 진행할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 기재하기로 한다.
이와 같은 공정을 통하여 제작 시스템은 기판의 양끝단(111)(소스-드레인)에 의해 지탱된 채 공중에 떠있는 나노선이 수직 방향으로 복수 개 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널(110)을 형성할 수 있다.
수직 집적 다층 나노선 채널(110)을 형성한 후, 제작 시스템은 트랜지스터간의 전기적 단절을 위하여 수직 집적 다층 나노선 채널(110)에 층간 절연막(interlayer dielectric; ILD)(120)을 형성한다. 예를 들어, 제작 시스템은 수직 집적 다층 나노선 채널(110)에 저압 기반의 화학 기상 증착법(low pressure chemical vapor deposition; LPCVD)를 이용하여 층간 절연막(120)으로 TEOS(tetraethyl orthosilicate)를 증착할 수 있다.
이 때, 수직 집적 다층 나노선 채널(110) 기반의 무접합 트랜지스터의 제작 공정에서는 이미 형성된 수직 집적 다층 나노선 채널(110)의 높이로 인한 활성층 및 비활성층 사이의 높은 단차로 인하여 직접적으로 화학적-기계적 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 공정이 적용되기 어렵다(예컨대, 실제 5단으로 수직 집적되는 수직 집적 다층 나노선 채널(110)의 높이는 1um 이상임). 따라서, 제작 시스템은 활성층의 형태를 갖는 마스크를 이용하여, 층간 절연막(120)에 네거티브 감광성 수지(negative photoresist, 빛이 조사된 영역이 남겨짐)를 기반으로 하는 노광 공정을 수행하고, 활성층 및 비활성층 사이의 단차를 감소시키기 위하여 층간 절연막(120)에 건식 식각 공정을 진행한 뒤, 화학적-기계적 연마 공정을 통하여 층간 절연막(120)을 평탄화시킬 수 있다.
층간 절연막(120)이 수직 집적 다층 나노선 채널(110)에 형성된 뒤, 제작 시스템은 수직 집적 나노선 채널(110) 중 적어도 일부(112)가 노출되도록 층간 절연막(120)에 홀(121)을 생성한다. 구체적으로, 제작 시스템은 수직 집적 다층 나노선 채널(110)을 중심으로 양쪽 영역에 미리 설정된 깊이의 패턴들이 형성되도록 층간 절연막(120) 상에 노광 공정 및 건식 식각 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제작 시스템은 불화크리콘 레이저 기반의 노광 공정을 통하여 수직 집적 다층 나노선 채널(110)을 중심으로 양쪽 영역에 직사각형 패턴을 형성한 뒤, 건식 식각 공정을 통하여 직사각형 패턴을 미리 설정된 깊이로 식각할 수 있다. 그 후, 제작 시스템은 미리 설정된 깊이의 패턴들이 병합되어 수직 집적 다층 나노선 채널(110) 중 적어도 일부(112)가 노출되는 홀(121)이 생성되도록 미리 설정된 깊이의 패턴들 사이에 위치하는 층간 절연막(120)에 습식 식각 공정을 수행할 수 있다.
결과적으로, 층간 절연막(120)이 제거되면서 형성된 단일 직사각형 패턴인 홀(121)을 통하여 채널이 될 수직 집적 다층 나노선 채널(110) 중 적어도 일부(112)가 노출될 수 있다. 특히, 이 과정에서, 제작 시스템은 수직 집적 다층 나노선 채널(110) 중 기판에 인접한 나노선 채널 및 기판 사이에 층간 절연막(120)을 잔여시킬 수 있다. 이는 기판에 인접한 나노선 채널 및 기판 사이에 잔여한 층간 절연막(120)이 나노선 채널 아래의 원치 않는 누설 전류의 통로를 차단하는 기능을 수행하기 때문이다. 따라서, 상술한 건식 식각 공정 및 습식 식각 공정 각각의 식각율은 수직 집적 다층 나노선 채널(110) 중 기판에 인접한 나노선 채널 및 기판 사이에 층간 절연막(120)이 잔여되도록 조절될 수 있다.
층간 절연만(120)에 홀(121)이 생성된 뒤, 제작 시스템은 홀(121)이 채워지도록 층간 절연막(120) 상에 게이트 유전막(130)을 형성한다. 즉, 제작 시스템은 홀(121)을 통하여 노출된 수직 집적 다층 나노선 채널(110) 중 적어도 일부(112)를 감싸도록 층간 절연막(120) 상에 게이트 유전막(130)을 증착할 수 있다. 예를 들어, 제작 시스템은 열적 산화 공정을 적용하고, 시간의 지연 없이(no time delay) 저압 화학 기상 증착법을 이용하여 폴리실리콘을 층간 절연막(120) 상에 증착할 수 있다.
그 후, 제작 시스템은 화학적-기계적 연마 공정을 통하여 게이트 유전막(130)을 평탄화시킨 뒤, 게이트 유전막(130) 상에 노광 공정 및 건식 식각 공정을 수행하여 게이트 전극(140)을 형성할 수 있다. 또한, 제작 시스템은 게이트 전극(140)에 계면 특성 개선을 위하여 열처리 공정(forming gas annealing; FGA)을 진행할 수도 있다. 또한, 제작 시스템은 원활한 전기적 측정을 위하여 활성층 위에 산화막을 제거할 수도 있다.
여기서, 기존의 접합 기반의 수직 집적 다층 나노선 트랜지스터 제작 공정은 소스-드레인 형성을 위한 소스-드레인 이온 주입 공정을 추가적으로 수행한다. 이 때, 소스-드레인 이온 주입 공정에서 다양한 깊이를 가진 다층 나노선을 위한 고에너지의 이온 주입이 요구된다. 따라서, 고에너지의 이온 주입 공정으로 인하여 게이트가 채널 영역을 제대로 보호하지 못하는 경우, 소스-드레인 간 직접적인 전류의 흐름(소스-드레인 간 전기적 단락)으로 인하여 정상적인 MOSFET 동작이 불가능하다. 이를 방지하기 위하여, 기존의 접합 기반의 수직 집적 다층 나노선 트랜지스터 제작 공정은 평탄화된 게이트 유전막 위에 고에너지 이온 주입 시 채널 영역을 보호하기 위한 질화막 및 고밀도 플라즈마 산화막을 증착하는 추가 공정을 수행해야 한다.
그러나 일실시예에 따른 제작 시스템은 채널 형성을 위하여 기판에 이온을 주입하는 초기 공정에서 이미 소스-드레인을 형성하였기 때문에, 상술한 바와 같은 추가적인 소스-드레인 형성 공정이 수행될 필요가 없다.
도 2는 도 1에 기재된 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 제작 시스템은 도 1을 참조하여 기재된 산화막을 마스크로 이용하여 기판에 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 진행함으로써, 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성한다. 여기서, 일괄 플라즈마 건식 식각 공정은 반응성 이온 식각 공정의 틀 안에서 공정 변수들이 조절됨으로써, 수직 집적 다층 나노선 채널이 형성되도록 최적화될 수 있다.
구체적으로, 제작 시스템은 기판에 옥타플루오로시클로부탄(C4F8)과 같은 고분자중합체(polymer)를 이용하여 비등방성(anisotropic) 식각 공정을 수행하여 보호막(passiavation)을 형성한 뒤(1 단계(210)), 육불화황(sulfur hexafluoride; SF6) 가스를 이용하여 기판에 등방성(isotropic) 식각 공정을 수행하는(2단계(220)) 싸이클을 반복적으로 수행함으로써, 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성할 수 있다. 이 때, 싸이클이 반복되는 횟수는 수직 집적 다층 나노선 채널에 포함되는 나노선의 개수와 일치할 수 있다.
예를 들어, 제작 시스템은 고분자중합체를 이용하여 수행된 비등방성 식각 공정을 통해 형성된 보호막으로 기판을 보호하고, 육불화황 가스를 이용하여 기판에 등방성 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판의 상면 전 영역이 보호막에 의해 보호되더라도, 플라즈마 이온의 강한 직진 성으로 인하여, 기판의 상면 중 산화막(마스크의 역할을 하도록 사전에 증착됨)이 증착된 영역(도면에 HM(hard mask)로 도시된 영역)을 제외한 나머지 영역은 기판의 측면보다 더 빠른 식각율(etch rate)를 나타낸다. 따라서, 기판의 상면 중 산화막이 증착된 영역을 제외한 나머지 영역의 식각이 끝난 뒤에도 기판의 측면은 완전히 식각되지 않을 수 있다.
이에, 제작 시스템은 기판의 상면 중 산화막이 증착된 영역을 제외한 나머지 영역 및 기판의 측면 사이의 식각율 차이를 이용함으로써, 기판의 양끝단에 의해 지탱된 채 공중에 떠있는 나노선을 형성할 수 있다. 제작 시스템은 기판의 양끝단에 의해 지탱된 채 공중에 떠있는 나노선을 형성하는 과정을 반복적으로 수행함으로써, 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성할 수 있다.
이와 같은 일괄 플라즈마 건식 식각 공정은 반복된 이격용 산화막 공정 및 이어지는 습식 식각 공정을 포함하지 않기 때문에, 공정 단순화를 달성하며, 정지 마찰 현상(stiction)의 우려 없이 안정된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성할 수 있다.
도 3은 도 1에 기재된 방법을 통하여 제작된 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터는 소스-드레인(310), 수직 집적 다층 나노선 채널(311), 층간 절연막(320) 및 게이트 전극(330)을 포함한다. 여기서, 수직 집적 다층 나노선 채널(311)은 소스-드레인(310) 사이에 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 이용하여 복수의 나노선들이 수직으로 집적되어 형성된다.
이와 같이 도 1 내지 2를 참조하여 기재된 공정을 통하여 제작되는 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터는 기존의 접합 기반의 다층 나노선 트랜지스터가 갖는 문제점을 모두 해결할 수 있다.
예를 들어, 복수의 나노선들을 수평 방향으로 배치한 기존의 접합 기반의 수평 다층 나노선 트랜지스터는 트랜지스터 크기의 증가로 인한 확장성 및 집적도의 저하를 야기시킨다. 그러나 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터는 단일 나노선 채널 트랜지스터 대비 면적의 증가 없이 집적도 및 확장성을 그대로 유지하면서, 채널의 증가로 인한 전류의 구동 능력, 즉, 성능의 향상을 가져온다.
다른 예를 들어, 복수의 나노선들을 수직 방향으로 집적시킨 기존의 접합 기반의 수직 집적 다층 나노선 트랜지스터는 수직 집적된 다층 나노선의 높이에 기인된 고난이도의 제작 공정 및 그로 인한 중요한 항목들의 가변성(예컨대, 소스-드레인 이온 주입 공정 및 후속의 열처리 공정으로 인한 각 나노선들의 저항의 불균일성)에 기인한 트랜지스터 성능에 대한 신뢰성 저하의 문제점을 갖는다. 그러나 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터는 접합 없이 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 이용하여 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수집 집적 다층 나노선 채널(311)을 형성함으로써, 나노선의 모양 변화에 덜 민감한 성능 가변성을 갖고, 소스-드레인 형성에 따른 공정의 복잡성과 그로 인한 성능의 가변성 및 불안정성을 근본적으로 해결하며, 저전력, 고성능, 고집적, 저비용을 구현할 수 있다.
특히, 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터는 전자가 나노선의 표면이 아닌 나노선 중심부에서 이동되도록 하기 때문에, 나노선의 모양 변화에 덜 민감한 성능 가변성을 가질 수 있다(모서리 효과에 대한 높은 면역력을 가질 수 있음).
이와 같은 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 및 그 제작 방법은 궁극적으로 대용량 고집적의 메모리 개발을 위한 반도체 공정에서 이용될 수 있다.
도 4는 도 3의 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터에서 a-a' 방향으로 절단된 단면 및 상기 단면이 확대된 투과현미경 사진이다.
도 4를 참조하면, 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터에 포함되는 게이트 유전막(410)은 수직 집적 다층 나노선 채널(420)을 감싸고 있기 때문에, 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터는 전면-게이트 구조를 가질 수 있다.
도 5는 도 3의 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터에서 b-b' 방향으로 절단된 단면의 주사 현미경 사진 및 접합 유무에 따른 금속-산화물-반도체 전계-효과 트랜지스터를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터(510)에 포함되는 소스-드레인 및 채널은 모두 동일한 물질로 도핑되어 있다(예컨대, n-type phosphorous).
반면에, 기존의 접합 기반의 금속-산화물-반도체 전계-효과 트랜지스터(520)는 소스-드레인 및 채널 각각에서 이종 물질을 기반으로 하는 접합을 포함한다(예컨대, 소스-드레인은 n-type phosphorous, 채널은 p-type boron). 따라서, 기존의 접합 기반의 금속-산화물-반도체 전계-효과 트랜지스터(520)에서의 소스-드레인 이온 주입 공정 및 후속 열처리 공정은 게이트 전극의 형성 이후에 수행된다. 예를 들어, n형 MOSFET에서는 phosphorous가 소스-드레인에 주입될 때, 채널이 될 게이트 아래 영역은 게이트에 의해 차단(blocking)되기 때문에, 처음의 웨이퍼 상태 그대로 boron이 도핑 된 p형을 유지하게 된다. 그 후, 이온 주입 공정에 의한 물리적 손상 및 도펀트(dopant)들의 활성화를 위해 열처리 공정이 진행된다. 이 과정에서 상술한 두 조건들을 만족시키기 위한 충분한 열처리 조건이 요구되는데, 게이트 선폭이 줄어들 경우, 즉, 극한의 단 채널 소자일 경우, 열처리 공정에 의한 도펀트의 확산으로 인해 소스-드레인을 포함한 가운데 p 영역까지 모두 phosphorous에 의한 n영역으로 바뀌게 될 수 있다. 이 결과, 역전층(inversion layer) 모드로 동작하는 기존의 접합 기반의 금속-산화물-반도체 전계-효과 트랜지스터(520)는 정상적인 온-오프 스위칭 동작이 불가능하다. 이와 같은 불량은 수직 집적 다층 나노선 채널의 높이로 인해 고 이온 주입 에너지를 필요로 하는 수직 집적 다층 나노선 채널 트랜지스터의 경우에 더욱 심각해지고, 결국 소자의 소형화에 큰 걸림돌이 된다.
그러나 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터(510)는 어떠한 패턴도 형성되지 않은 초기 상태의 기판 위에 n형 이온 주입 공정(채널 이온 주입 공정)이 진행되고, 적절한 조건의 열처리 공정이 진행되어 제작된다. 따라서, 직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터는 아무런 패턴의 형성이 없기 때문에, 후속 열처리 공정의 제한이 없고, 이로 인하여 극한의 영역까지 감소된 게이트 선폭을 가질 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6을 참조하면, 일실시예에 따른 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 방법은 수직 집적 전면-게이트 다층 나노선 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 시스템(이하, 제작 시스템으로 기재함)에 의해 수행된다. 그 구체적인 제작 방법은 다음과 같다.
제작 시스템은 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성한다(610).
구체적으로, 제작 시스템은 610 단계에서, 기판에 이온을 주입하고, 기판 상에 활성층의 형태에 따라 산화막을 증착하며, 산화막을 마스크로 이용하여 기판에 일괄 플라즈마 건식 식각 공정(plasma-based one-route all-dry etching process)을 진행함으로써, 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성할 수 있다.
이 때, 제작 시스템은 기판에 고분자중합체를 이용하여 비등방성(anisotropic) 식각 공정을 수행하여 보호막을 형성한 뒤, 육불화황(sulfur hexafluoride; SF6) 가스를 이용하여 기판에 등방성(isotropic) 식각 공정을 수행함으로써, 산화막을 마스크로 이용하여 기판에 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 진행할 수 있다. 여기서, 등방성 식각 공정이 수행된 결과, 기판의 상면 중 산화막이 증착된 영역을 제외한 나머지 영역 및 기판의 측면 사이의 식각율 차이를 이용하여, 기판의 양끝단에 의해 지탱된 채 공중에 떠있는 나노선이 형성될 수 있다.
특히, 제작 시스템은 상술한 바와 같은 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 반복적으로 진행함으로써, 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성할 수 있다.
또한, 제작 시스템은 기판에 이온을 주입하는 과정에서, 이온 주입된 기판에 열 공정(annealing process)을 추가적으로 진행할 수 있으며, 기판 상에 활성층의 형태에 따라 산화막을 증착하는 과정에서, 산화막을 마스크로 이용하여, 산화막이 증착된 기판에 포지티브 감광성 수지(positive photoresist)를 기반으로 하는 노광 공정을 추가적으로 수행할 수도 있다.
또한, 제작 시스템은 기판에 이온을 주입하는 과정에서, 기판에 이온을 주입한 결과, 소스-드레인을 형성할 수 있다.
이어서, 제작 시스템은 수직 집적 다층 나노선 채널에 층간 절연막(interlayer dielectric; ILD)을 형성한다(620).
이 때, 제작 시스템은 620 단계에서, 활성층의 형태를 갖는 마스크를 이용하여, 층간 절연막에 네거티브 감광성 수지(negative photoresist)를 기반으로 하는 노광 공정을 수행하고, 활성층 및 비활성층 사이의 단차를 감소시키기 위하여 층간 절연막에 건식 식각 공정을 진행하며, 화학적-기계적 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 공정을 통하여 층간 절연막을 평탄화시킬 수 있다.
그 다음, 제작 시스템은 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되도록 층간 절연막에 홀을 생성한다(630).
구체적으로, 제작 시스템은 630 단계에서, 수직 집적 다층 나노선 채널을 중심으로 양쪽 영역에 미리 설정된 깊이의 패턴들이 형성되도록 층간 절연막 상에 노광 공정 및 건식 식각 공정을 수행하고, 미리 설정된 깊이의 패턴들이 병합되어 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되는 홀이 생성되도록 미리 설정된 깊이의 패턴들 사이에 위치하는 층간 절연막에 습식 식각 공정을 수행할 수 있다.
여기서, 제작 시스템은 건식 식각 공정을 수행하는 과정 및/또는 습식 식각 공정을 수행하는 과정에서, 수직 집적 다층 나노선 채널 중 기판에 인접한 나노선 채널 및 기판 사이에 층간 절연막을 잔여시킬 수 있다.
그 후, 제작 시스템은 홀이 채워지도록 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 형성한다(640). 즉, 제작 시스템은 640 단계에서, 홀을 통하여 노출된 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부를 감싸도록 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 증착할 수 있다.
또한, 제작 시스템은 640 단계에서, 화학적-기계적 연마 공정을 통하여 게이트 유전막을 평탄화 시키고, 게이트 전극을 형성하도록 게이트 유전막 상에 노광 공정 및 건식 식각 공정을 수행하며, 게이트 전극에 열처리 공정을 진행할 수도 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 수직 집적 전면 게이트 다층 나노선(vertically integrated gate-all-around multiple nanowire) 채널 기반의 무접합 트랜지스터 제작 방법에 있어서,
    기판에 이온을 주입하는 단계;
    상기 기판 상에 활성층의 형태에 따라 산화막을 증착하는 단계;
    상기 산화막을 마스크로 이용하여 상기 기판에 일괄 플라즈마 건식 식각 공정(plasma-based one-route all-dry etching process)을 반복적으로 진행함으로써, 상기 기판의 상면 중 상기 산화막이 증착된 영역을 제외한 나머지 영역 및 상기 기판 측면 사이의 식각율 차이를 이용하여 상기 기판의 양끝단에 의해 지탱된 채 공중에 떠있는 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성하는 단계;
    상기 수직 집적 다층 나노선 채널에 층간 절연막(interlayer dielectric; ILD)을 형성하는 단계;
    상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되도록 상기 층간 절연막에 홀을 생성하는 단계; 및
    상기 홀이 채워지도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 홀이 채워지도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 형성하는 단계는
    상기 홀을 통하여 노출된 상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부를 감싸도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 증착하는 단계
    를 포함하는 무접합 트랜지스터 제작 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성하는 단계는
    상기 기판에 고분자중합체를 이용하여 비등방성(anisotropic) 식각 공정을 수행하여 보호막을 형성하는 단계; 및
    육불화황(sulfur hexafluoride; SF6) 가스를 이용하여 상기 기판에 등방성(isotropic) 식각 공정을 수행하는 단계
    를 포함하는 무접합 트랜지스터 제작 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 이온을 주입하는 단계는
    상기 이온 주입된 기판에 열 공정(annealing process)을 진행하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 기판 상에 활성층의 형태에 따라 산화막을 증착하는 단계는
    상기 산화막을 마스크로 이용하여, 상기 산화막이 증착된 기판에 포지티브 감광성 수지(positive photoresist)를 기반으로 하는 노광 공정을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 무접합 트랜지스터 제작 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 나노선들이 수직으로 집적된 수직 집적 다층 나노선 채널을 형성하는 단계는
    상기 기판에 이온을 주입하여 소스 및 드레인을 형성하는 단계
    를 포함하는 무접합 트랜지스터 제작 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수직 집적 다층 나노선 채널에 층간 절연막을 형성하는 단계는
    활성층의 형태를 갖는 마스크를 이용하여, 상기 층간 절연막에 네거티브 감광성 수지(negative photoresist)를 기반으로 하는 노광 공정을 수행하는 단계;
    상기 활성층 및 비활성층 사이의 단차를 감소시키기 위하여 상기 층간 절연막에 건식 식각 공정을 진행하는 단계; 및
    화학적 기계 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 공정을 통하여 상기 층간 절연막을 평탄화시키는 단계
    를 더 포함하는 무접합 트랜지스터 제작 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되도록 상기 층간 절연막에 홀을 생성하는 단계는
    상기 수직 집적 다층 나노선 채널을 중심으로 양쪽 영역에 미리 설정된 깊이의 패턴들이 형성되도록 상기 층간 절연막 상에 노광 공정 및 건식 식각 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 미리 설정된 깊이의 패턴들이 병합되어 상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되는 상기 홀이 생성되도록 상기 미리 설정된 깊이의 패턴들 사이에 위치하는 층간 절연막에 습식 식각 공정을 수행하는 단계
    를 포함하는 무접합 트랜지스터 제작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 적어도 일부가 노출되도록 상기 층간 절연막에 홀을 생성하는 단계는
    상기 수직 집적 다층 나노선 채널 중 상기 기판에 인접한 나노선 채널 및 상기 기판 사이에 상기 층간 절연막을 잔여시키는 단계
    를 포함하는 무접합 트랜지스터 제작 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 홀이 채워지도록 상기 층간 절연막 상에 게이트 유전막을 형성하는 단계는
    화학적 기계 연마 공정을 통하여 상기 게이트 유전막을 평탄화 시키는 단계;
    게이트 전극을 형성하도록 상기 게이트 유전막 상에 노광 공정 및 건식 식각 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 게이트 전극에 열처리 공정을 진행하는 단계
    를 더 포함하는 무접합 트랜지스터 제작 방법.
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