KR19980046001A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR19980046001A KR19980046001A KR1019960064255A KR19960064255A KR19980046001A KR 19980046001 A KR19980046001 A KR 19980046001A KR 1019960064255 A KR1019960064255 A KR 1019960064255A KR 19960064255 A KR19960064255 A KR 19960064255A KR 19980046001 A KR19980046001 A KR 19980046001A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- conductivity type
- insulating film
- epitaxial layer
- substrate
- gate
- Prior art date
Links
Abstract
본 발명은 극도로 얕고 높은 도핑 농도를 갖는 소오스 및 드레인 영역을 형성하여 숏채널효과를 억제할 수 있는 반도체 소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 소자는 제 1 전도형 반도체 기판; 기판상에 형성된 게이트; 게이트의 양 측벽에 형성된 제 1 절연막 스페이서; 제 1 절연막 스페이서 양측의 기판상에 형성된 제 2 전도형의 에피택셜층; 제 1 절연막 스페이서 양측벽 및, 에피택셜층 상의 소정 부분에 형성된 제 2 절연막 스페이서; 및, 게이트 양측의 기판 내에 형성된 LDD 구조의 제 2 전도형의 소오스 및 드레인 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a semiconductor device capable of suppressing the short channel effect by forming a source and drain region having an extremely shallow and high doping concentration, and a method of manufacturing the semiconductor device according to the present invention comprises a first conductive semiconductor substrate; A gate formed on the substrate; First insulating film spacers formed on both sidewalls of the gate; An epitaxial layer of a second conductivity type formed on the substrate on both sides of the first insulating film spacer; Second insulating film spacers formed on both side walls of the first insulating film spacer and on a predetermined portion on the epitaxial layer; And a source and drain region of the second conductivity type of the LDD structure formed in the substrate on both sides of the gate.
Description
본 발명은 반도체 소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 숏채널효과(short channel effect)를 감소시킬 수 있는 반도체 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can reduce a short channel effect.
점점 경박단소형화되는 반도체 기술의 발달에 따라, 단위 소자의 소오스와 드레인 영역 사이의 채널 간격이 감소하고 있다. 이에 따라 수반되는 숏채널효과를 억제하기 위하여 극도로 얕고 매우 높은 농도의 소오스 및 드레인의 접합 영역이 요구된다. 그러나, 이온 주입 공정으로 얕고 높은 농도를 가진 불순물 프로파일을 갖는 소오스 및 드레인 영역을 형성하기란 어렵다. 특히, PMOS의 경우 B의 불순물 프로파일을 조절하기가 어렵고 확산이 심하기 때문에 NMOS보다 더 취약하다.As the semiconductor technology becomes thin and short and small, the channel spacing between the source and drain regions of the unit device is decreasing. Accordingly, in order to suppress the accompanying short channel effect, an extremely shallow and very high concentration of source and drain junction regions is required. However, it is difficult to form source and drain regions with shallow, high concentration impurity profiles by ion implantation processes. In particular, PMOS is more vulnerable than NMOS because it is difficult to control the impurity profile of B and its diffusion is severe.
도 1A 내지 도 1C는 숏채널효과를 감소시키기 위하여 사용되는 종래의 LDD(Lightly Doped Drain) 구조의 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transistor having a conventionally lightly doped drain (LDD) structure used to reduce a short channel effect.
먼저, 도 1A에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(1) 상에 게이트 절연막(2) 및 게이트(3)를 형성하고, 게이트(3)를 이온 주입 마스크로하여 기판(1)으로 저농도 불순물 이온을 주입하여 저농도 확산영역(4)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a gate insulating film 2 and a gate 3 are formed on a semiconductor substrate 1, and low concentration impurity ions are introduced into the substrate 1 using the gate 3 as an ion implantation mask. Injecting to form the low concentration diffusion region (4).
도 1B에 도시된 바와 같이, 게이트(3)의 양 측벽에 산화막 스페이서(5)를 형성하고, 기판(1)으로 고농도 불순물 이온을 주입하여 고농도 확산영역(6)을 형성한다.As shown in FIG. 1B, oxide spacers 5 are formed on both sidewalls of gate 3, and high concentration impurity ions are implanted into substrate 1 to form high concentration diffusion region 6.
도 1C에 도시된 바와 같이, 상기 저농도 및 고농도 불순물 이온의 활성화를 위하여 어닐링을 진행함으로써, 저농도 확산영역(5) 및 고농도 확산영역(6)의 LDD 구조의 접합 영역을 완성한다.As shown in FIG. 1C, annealing is performed to activate the low concentration and high concentration impurity ions, thereby completing the junction region of the LDD structure of the low concentration diffusion region 5 and the high concentration diffusion region 6.
그러나, 상기한 종래의 LDD 구조의 트랜지스터는 미세한 구조에 잦은 이온 주입 공정이 진행됨에 따라 소자의 신뢰성이 저하되고, 저농도 확산 영역 및 고농도 확산 영역의 깊이가 0.1 내지 0.3㎛ 정도로 매우 깊기 때문에 숏채널효과에 취약하다.However, the transistor of the conventional LDD structure has a short channel effect because the reliability of the device decreases as the ion implantation process is performed in a fine structure, and the depth of the low concentration diffusion region and the high concentration diffusion region is very deep, such as 0.1 to 0.3 μm. Vulnerable to
한편, 상기 LDD 구조 이외에 숏채널효과를 감소시키기 위하여 낮은 에너지의 이온 주입 공정 및 카운터 도핑(counter doping) 방법 등이 사용되고 있으나, 공정이 복잡할 뿐만 아니라 콘택 저항이 증가하고 접합 캐패시턴스가 증가되는 문제가 수반되었다.On the other hand, in order to reduce the short channel effect in addition to the LDD structure, a low energy ion implantation process and a counter doping method are used, but the process is not only complicated, but also increases the contact resistance and the junction capacitance. It was accompanied.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 극도로 얕고 높은 도핑 농도를 갖는 소오스 및 드레인 영역을 형성하여 숏채널효과를 억제할 수 있는 반도체 소자 및 그의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing short channel effects by forming a source and drain region having an extremely shallow and high doping concentration, and a method of manufacturing the same. have.
도 1A 내지 도 1C는 LDD 구조를 갖는 종래의 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 순차적으로 나타낸 공정 단면도.1A to 1C are cross-sectional views sequentially showing the method of manufacturing a conventional semiconductor device having an LDD structure.
도 2A 내지 도 2E는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 순차적으로 나타낸 공정 단면도.2A through 2E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11 : 반도체 기판12 : 필드 산화막11: semiconductor substrate 12: field oxide film
13 : 게이트 산화막 14 : 게이트13 gate oxide film 14 gate
15 : 절연막 스페이서16 : 에피택셜층15 insulating film spacer 16 epitaxial layer
17 : p-영역18 : 산화막 스페이서17: p - region 18: oxide spacer
19 : p+영역19: p + region
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자는 제 1 전도형 반도체 기판; 상기 기판 상에 형성된 게이트; 상기 게이트의 양 측벽에 형성된 제 1 절연막 스페이서; 상기 제 1 절연막 스페이서 양측의 상기 기판상에 형성된 제 2 전도형의 에피택셜층; 상기 제 1 절연막 스페이서 양측벽 및 상기 에피택셜층 상의 소정 부분에 형성된 제 2 절연막 스페이서; 및, 상기 게이트 양측의 상기 기판 내에 형성된 LDD 구조의 제 2 전도형의 소오스 및 드레인 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.A semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is a first conductivity type semiconductor substrate; A gate formed on the substrate; First insulating film spacers formed on both sidewalls of the gate; An epitaxial layer of a second conductivity type formed on the substrate on both sides of the first insulating film spacer; A second insulating film spacer formed on both sidewalls of the first insulating film spacer and a predetermined portion on the epitaxial layer; And a source and drain region of the second conductivity type of the LDD structure formed in the substrate on both sides of the gate.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법은 제 1 전도형 반도체 기판상에 게이트 절연막 및 게이트를 순차적으로 형성하는 단계; 상기 게이트의 양측벽에 제 1 절연막 스페이서를 형성하는 단계; 상기 제 1 절연막 스페이서 양측의 상기 기판상에 제 2 전도형의 에피택셜층을 형성하는 단계; 상기 에피택셜층 하부의 상기 기판 내에 제 2 전도형의 저농도 불순물 영역을 형성하는 단계; 상기 제 1 절연막 스페이서의 양측벽에 제 2 절연막 스페이서를 형성하는 단계; 상기 제 2 절연막 스페이서의 양측의 상기 기판내에 제 2 전도형의 고농도 불순물 이온을 주입하여 제 2 전도형의 고농도 불순물 이온을 형성하는 단계; 및, 상기 저농도 불순물 및 고농도 불순물 이온을 어닐링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of sequentially forming a gate insulating film and a gate on a first conductivity type semiconductor substrate; Forming first insulating film spacers on both sidewalls of the gate; Forming an epitaxial layer of a second conductivity type on the substrate on both sides of the first insulating film spacer; Forming a low concentration impurity region of a second conductivity type in the substrate below the epitaxial layer; Forming second insulating film spacers on both sidewalls of the first insulating film spacers; Implanting high concentration impurity ions of a second conductivity type into the substrate on both sides of the second insulating layer spacer to form high concentration impurity ions of a second conductivity type; And annealing the low concentration impurity and high concentration impurity ions.
또한, 상기 에피택셜층은 인 시튜 방식으로 에피택셜층을 성장시킴과 동시에 제 2 전도형 불순물을 도핑하는 것을 특징으로 하고, 상기 제 2 전도형 저농도 불순물 영역은 상기 도핑된 제 2 전도형 불순물을 확산시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the epitaxial layer grows the epitaxial layer in an in situ manner and simultaneously dopes the second conductivity type impurity, and the second conductivity type low concentration impurity region is formed of the doped second conductivity type impurity. It is characterized by forming by diffusion.
상기 구성으로 된 본 발명에 의하면, 제 2 전도형의 에피택셜층을 형성한 후 기판 내로 불순물을 확산시켜 저농도 영역을 형성함과 더불어, 에피택셜층을 통하여 고농도 불순물 이온을 주입하여 고농도 영역을 형성함으로써, 높은 도핑 농도를 가짐과 더불어 얕은 깊이를 갖는 소오스 및 드레인 영역을 형성할 수 있다.According to the present invention having the above structure, after forming the epitaxial layer of the second conductivity type, impurities are diffused into the substrate to form low concentration regions, and high concentration impurity ions are implanted through the epitaxial layer to form high concentration regions. As a result, the source and drain regions having a high doping concentration and a shallow depth can be formed.
[실시예]EXAMPLE
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.
도 2A 내지 도 2E는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위하여 순차적으로 나타낸 공정 단면도이다.2A through 2E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
먼저, 도 2A에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(11) 상에 공지된 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon) 방식으로 필드 산화막(12)을 형성한다. 필드 산화막(12) 사이의 액티브 영역의 기판(11) 상에 게이트 산화막(13)을 형성하고, 게이트 산화막(13)상에 폴리실리콘막을 증착하고 패터닝하여 게이트(14)를 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, the field oxide film 12 is formed on the semiconductor substrate 11 by a known LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) method. A gate oxide film 13 is formed on the substrate 11 in the active region between the field oxide films 12, and a polysilicon film is deposited and patterned on the gate oxide film 13 to form the gate 14.
도 2B에 도시된 바와 같이, 게이트(14)가 형성된 기판(11) 상에 유전율이 비교적 높은 질화막을 200 내지 1,000Å의 두께로 증착하고, 상기 질화막을 이방성 블랭킷 식각하여 게이트(14)의 양측벽에 절연막 스페이서(15)를 형성한다.As shown in FIG. 2B, a nitride film having a relatively high dielectric constant is deposited to a thickness of 200 to 1,000 GPa on the substrate 11 on which the gate 14 is formed, and the nitride film is anisotropic blanket etched to form both side walls of the gate 14. An insulating film spacer 15 is formed on the substrate.
도 2C에 도시된 바와 같이, 절연막 스페이서(15) 양측의 기판(11)상에 인시튜(in-situ)방식으로 B가 도핑된 에피택셜층(16)을 200 내지 500Å의 두께로 형성한다. 이때, 에피택셜층은 비정질(amorphous) 실리콘으로서 오토도핑(autodoping)으로 성장시킨다. 이어서, 고체 상태 확산 방식으로 에피택셜층(16)에 도핑된 B를 하부의 기판(11) 내로 확산시켜 p-영역(17)을 형성한다.As shown in FIG. 2C, an epitaxial layer 16 doped with B in an in-situ manner is formed on the substrate 11 on both sides of the insulating film spacer 15 to a thickness of 200 to 500 Å. At this time, the epitaxial layer is grown by autodoping as amorphous silicon. Subsequently, B doped in the epitaxial layer 16 in a solid state diffusion manner is diffused into the lower substrate 11 to form the p − region 17.
도 2D에 도시된 바와 같이, p-영역(17)이 형성된 상태의 기판(11) 상에 LPCVD 방식으로 산화막을 두껍게 증착하고, 상기 산화막을 이방성 블랭킷 식각하여 절연막 스페이서(15) 양측에 산화막 스페이서(18)을 형성한다. 이어서, 산화막 스페이서(18)를 이온 주입 마스크로하여 기판(11)으로 p+이온을 주입하여 p+영역(19)을 형성한다.As shown in FIG. 2D, an oxide film is thickly deposited on the substrate 11 having the p − region 17 formed thereon by LPCVD, and the oxide film is anisotropic blanket etched to form oxide spacers on both sides of the insulating film spacer 15. 18). Subsequently, p + ions are implanted into the substrate 11 using the oxide spacer 18 as an ion implantation mask to form a p + region 19.
도 2E에 도시된 바와 같이, 상기 p-불순물 및 p+불순물의 활성화를 위하여 어닐링을 실시함으로써 p-영역(17) 및 p+영역(19)으로 소오스 및 드레인 영역을 완성한다.As shown in FIG. 2E, the source and drain regions are completed with p − region 17 and p + region 19 by annealing for activation of the p − and p + impurities.
한편, 상기 실시예에서는 P 모스 트랜지스터의 경우에 대하여 설명하였지만, N 모스 트랜지스터에도 적용할 수 있음은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, the above embodiment has been described in the case of the P MOS transistor, it can be easily understood by those skilled in the art that it can be applied to the N MOS transistor.
상기 실시예에 의하면, 불순물이 도핑된 에피택셜층을 형성한 후 기판 내로 불순물을 확산시켜 저농도 영역을 형성함에 따라, 예컨대 B의 불순물 프로파일을 조절하기가 쉽다. 또한 에피택셜층을 통하여 고농도 불순물 이온을 주입함으로써, 높은 도핑 농도를 가짐과 더불어 얕은 깊이를 갖는 소오스 및 드레인 영역을 형성할 수 있다.According to the above embodiment, as the impurity doped epitaxial layer is formed and then the impurities are diffused into the substrate to form a low concentration region, it is easy to adjust the impurity profile of B, for example. In addition, by implanting high concentration impurity ions through the epitaxial layer, source and drain regions having a high doping concentration and a shallow depth can be formed.
이에 따라, 고집적 소자 예컨대, 0.25㎛ 이하의 채널 길이를 갖는 소자에서 효과적으로 숏채널효과를 억제함으로써 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the reliability of the device can be improved by effectively suppressing the short channel effect in a highly integrated device, for example, a device having a channel length of 0.25 mu m or less.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.In addition, this invention is not limited to the said Example, It can variously deform and implement within the range which does not deviate from the technical summary of this invention.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019960064255A KR19980046001A (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019960064255A KR19980046001A (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19980046001A true KR19980046001A (en) | 1998-09-15 |
Family
ID=66521632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019960064255A KR19980046001A (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR19980046001A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000043199A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-15 | 김영환 | Fabrication method of transistor of semiconductor device |
KR20010058666A (en) * | 1999-12-30 | 2001-07-06 | 윤종용 | Transistor of a semiconductor device using an epitaxial layer being formed selectively and method for fabricating the same |
KR100578218B1 (en) * | 1999-06-24 | 2006-05-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method of fabricating semiconductor device including elevated source/drain |
KR100705211B1 (en) * | 2000-12-27 | 2007-04-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method of manufacturing a transistor |
KR100937649B1 (en) * | 2002-12-30 | 2010-01-19 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Method for forming transistor of semiconductor device |
-
1996
- 1996-12-11 KR KR1019960064255A patent/KR19980046001A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000043199A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-15 | 김영환 | Fabrication method of transistor of semiconductor device |
KR100578218B1 (en) * | 1999-06-24 | 2006-05-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method of fabricating semiconductor device including elevated source/drain |
KR20010058666A (en) * | 1999-12-30 | 2001-07-06 | 윤종용 | Transistor of a semiconductor device using an epitaxial layer being formed selectively and method for fabricating the same |
KR100705211B1 (en) * | 2000-12-27 | 2007-04-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method of manufacturing a transistor |
KR100937649B1 (en) * | 2002-12-30 | 2010-01-19 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Method for forming transistor of semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6121100A (en) | Method of fabricating a MOS transistor with a raised source/drain extension | |
US6406973B1 (en) | Transistor in a semiconductor device and method of manufacturing the same | |
US5428240A (en) | Source/drain structural configuration for MOSFET integrated circuit devices | |
KR100237279B1 (en) | Misfet, complementary misfet and manufacturing method thereof | |
US5656518A (en) | Method for fabrication of a non-symmetrical transistor | |
US6093610A (en) | Self-aligned pocket process for deep sub-0.1 μm CMOS devices and the device | |
US6734109B2 (en) | Method of building a CMOS structure on thin SOI with source/drain electrodes formed by in situ doped selective amorphous silicon | |
US6566208B2 (en) | Method to form elevated source/drain using poly spacer | |
US6008100A (en) | Metal-oxide semiconductor field effect transistor device fabrication process | |
US6372588B2 (en) | Method of making an IGFET using solid phase diffusion to dope the gate, source and drain | |
KR19980046001A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR100519507B1 (en) | Method for Forming Semi-conductor Device | |
KR100187680B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR100349367B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
KR940010543B1 (en) | Fabricating method of mos transistor | |
KR940004415B1 (en) | Making method and structure of mosfet | |
KR100618313B1 (en) | Cmos having elevated source/drain and method of fabricating thereof | |
KR100422326B1 (en) | Fabricating method of semiconductor device | |
KR100193896B1 (en) | Thin film transistor manufacturing method | |
KR20010065915A (en) | A method for forming dual-implanted polysilicon gate of semiconductor device | |
JP2002009283A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
KR100247816B1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR970005147B1 (en) | Semiconductor memory device | |
KR19990026679A (en) | Manufacturing method of transistor | |
KR100463956B1 (en) | Transistor Formation Method of Semiconductor Device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |