KR19980054508A - 반도체 소자 제조방법 - Google Patents
반도체 소자 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR19980054508A KR19980054508A KR1019960073671A KR19960073671A KR19980054508A KR 19980054508 A KR19980054508 A KR 19980054508A KR 1019960073671 A KR1019960073671 A KR 1019960073671A KR 19960073671 A KR19960073671 A KR 19960073671A KR 19980054508 A KR19980054508 A KR 19980054508A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ion implantation
- region
- forming
- semiconductor device
- conductivity type
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 20
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- -1 phosphorus ions Chemical class 0.000 claims 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 abstract description 12
- 210000004692 intercellular junction Anatomy 0.000 abstract description 6
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
- H01L29/66537—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using a self aligned punch through stopper or threshold implant under the gate region
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
- H01L21/266—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation using masks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
반도체 소자 제조방법.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
자기 정렬방식에 의해 웰 영역에 있어서의 필드 산화막 하부 영역은 고농도의 불순물을 유지함과 동시에 셀 접합 하부 영역의 농도를 최적화하여 소자의 리플래쉬 특성을 향상시키기 위한 반도체 소자 제조방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
제 1 도전형의 불순물이 이온주입된 웰 영역이 형성된 반도체 기판에 필드 산화막을 형성하고, 상기 반도체 기판에 제 2 도전형의 불순물을 카운터 이온주입하여 이후의 소오스/드레인 영역 하부의 반도체 기판에 카운터 이온주입 영역을 형성한 다음, 상기 카운터 이온주입 영역 상부면에 제 1 도전형의 불순물을 이온주입하여 문턱 전압 조절 이온주입 영역을 형성하는 것을 포함해서 이루어진 반도체 소자 제조방법을 제공하고자 함.
4. 발명의 중요한 용도
반도체 소자 제조 공정 중 셀 접합 농도의 최적화를 통한 리플래쉬 특성 향상에 이용됨.
Description
본 발명은 반도체 소자 제조 공정 중 웰 지역에 있어서의 접합 농도의 최적화를 통한 소자의 리플래쉬 특성을 향상시키기 위한 반도체 소자 제조방법에 관한 것이다.
반도체 소자가 점차 고집적화됨에 따라 워드라인 폭과 셀과 셀 사이의 간격이 좁아지게 되고, 워드라인 폭이 감소함에 따라 트랜지스터의 오프 전류가 증가하게 되어 펀치 쓰로우 특성이 취약해지며, 셀과 셀 사이의 간격이 좁아짐에 따라 셀 사이의 누설 전류가 증가하고, 이에 따라 필드 트랜지스터 특성이 취약해지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술을 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.
도 1A 및 도 1B 는 종래 기술에 따른 반도체 소자 제조 공정 단면도이다.
먼저, 도 1A 는 반도체 기판(1)에 대해 1E17 ions/㎤ 내지 1.5E17 ions/㎤ 정도로 높은 도즈(Dose)의 불순물을 이온주입하여 P-웰(2)을 형성하고, 소정부위의 반도체 기판(1)을 열산화하여 소자간 절연막인 필드 산화막(3)을 형성한 후, 전체 구조 상부에 패드 산화막(4)을 형성한 다음, P형 불순물인 붕소(Boron)을 이온주입하여 문턱 전압 조절을 위한 이온주입 영역(8)을 형성한 것을 도시한 것이다.
그리고, 도 1B 는 상기 패드 산화막(4)을 제거하고, 전체구조 상부에 게이트 산화막(5)을 형성한 후, 전체구조 상부에 게이트 전극용 폴리실리콘막을 형성하고, 게이트 전극용 마스크를 사용하여 상기 게이트 전극용 폴리실리콘막 및 게이트 산화막(5)을 선택식각하여 게이트 전극(6)을 형성한 다음, 소오스/드레인 이온주입 공정을 실시하여 소오스/드레인 영역(7)을 형성한 것을 도시한 것이다.
그러나, 상기와 같은 트랜지스터의 오프 전류 증가로 인한 펀치 쓰로우 특성 저하 및 누설 전류 증가로 인한 필드 트랜지스터의 특성 저하를 방지하기 위해 웰(Well) 농도를 증가시키게 될 경우 첫째, 직접 터널링(Direct Tunneling), 열전자의 전계 방출(Thermonic Field Emission) 또는 간접 터널링(Trap Assisted Tunneling)과 같은 터널링 현상에 의해 전하저장전극에 있어서 접합 누설 전류가 증가되어 리플래쉬 시간이 감소하게 되고, 둘째, 접합의 공핍층 폭의 감소로 인한 비트 라인 접합 캐패시턴스가 증가하게 되어 리플래쉬 시간이 감소하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 상기와 같은 터널링에 의한 접합 누설 전류의 증가 및 접합의 공핍층 폭의 감소에 따른 비트 라인의 접합 캐패시턴스 증가로 인한 리플래쉬 시간의 감소 등의 문제점을 방지하기 위하여 셀이 위치하는 웰(Well) 지역에서 셀과 셀 사이(즉, 필드 산화막의 하부)는 고농도를 유지하면서 셀 접합 아래부분에서는 적절한 농도의 웰(Well) 프로파일(Profile)을 갖는 소자가 요구되어지고 있다.
상기와 같은 제반 요구 사항에 의해 안출된 본 발명은 자기 정렬방식에 의해 웰 영역에 있어서의 필드 산화막 하부 영역은 고농도의 불순물을 유지함과 동시에 셀 접합 하부 영역의 농도를 최적화하여 소자의 리플래쉬 특성을 향상시키기 위한 반도체 소자 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1A 및 도 1B 는 종래기술에 따른 반도체 소자 제조 공정 단면도,
도 2A 내지 도 2C 는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자 제조 공정 단면도,
도 3 은 일반적인 소자의 셀 지역에 있어서 활성영역의 불순물 농도 프로파일을 도시한 그래프,
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 셀 지역에 있어서 활성영역의 불순물 농도 프로파일을 도시한 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 반도체 기판20 : P-웰
30 : 필드 산화막40 : 패드 산화막
50 : 게이트 산화막60 : 게이트 전극
70 : 카운터 이온주입 영역
80 : 문턱 전압 조절 이온주입 영역
90 : 소오스/드레인 영역
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 기판에 대해 제 1 도전형의 불순물을 이온주입하여 웰 영역을 형성하는 단계; 소정부위의 반도체 기판에 필드 산화막을 형성하는 단계; 전체구조 상부에 패드용 물질막을 형성하는 단게; 문턱 전압 조절을 위한 이온주입 마스크를 사용하여 상기 웰 영역에 이온주입된 불순물과 반대형의 제 2 도전형의 불순물을 카운터 이온주입하여 이후의 공정에서 형성될 소오스/드레인 영역 하부의 반도체 기판에 카운터 이온주입 영역을 형성하는 단계; 및 상기 문턱 전압 조절을 위한 이온주입 마스크를 사용하여 상기 카운터 이온주입 영역 상부면에 제 1 도전형의 불순물을 이온주입하여 문턱 전압 조절 이온주입 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2A 내지 도 2C 는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자 제조 공정 단면도이다.
먼저, 도 2A 는 반도체 기판(10)에 대해 1E17 ions/㎤ 내지 1.5E17 ions/㎤ 정도로 높은 도즈(Dose)의 불순물을 이온주입하여 P-웰(20)을 형성하고, 소정부위의 반도체 기판(10)의 열산화하여 소자간 절연막인 필드 산화막(30)을 형성한 후, 전체구조 상부에 패드 산화막(40)을 형성한 다음, 130KeV 내지 200KeV 정도의 에너지(Energy)로 1E12 ions/㎤ 내지 3E12 ions/㎤ 정도의 도즈(Dose)량으로 N형 불순물인 인(Phosphrous)을 카운터 이온주입하여 카운터 이온주입 영역(70)을 형성한 것을 도시한 것이다.
이때, 상기 카운터 이온주입 영역(70) 형성을 위한 에너지(Energy)가 낮은 경우 셀 영역의 문턱 전압에 영향을 끼치고, 에너지(Energy)가 높은 경우 셀 영역에 있어서 필드 트랜지스터의 특성을 열악하게 하므로 상기 이온주입 에너지 및 불순물의 도즈량을 적절하게 조절한다.
한편, 상기 카운터 이온주입 영역(70) 형성을 위한 카운터 이온주입 공정에 의해 이후의 공정에서 셀 접합이 형성될 영역의 하부는 5E16 ions/㎤ 정도의 농도를 갖게 되고, 상기 필드 산화막(30)의 하부 영역은 상기 카운터 이온주입 공정에 의해 영향 받지 않고 1E17 ions/㎤ 내지 1.5E17 ions/㎤ 정도의 불순물 농도를 유지하게 된다.
이어서, 도 2B 는 상기 카운터 이온주입 영역(70)의 상부면에 P형 불순물인 불소(Boron)을 이온주입하여 문턱 전압 조절을 위한 이온주입 영역(80)을 형성한 것을 도시한 것이다.
마지막으로, 도 2C 는 상기 패드 산화막(40)을 제거하고, 전체구조 상부에 게이트 산화막(50)을 형성한 후, 전체구조 상부에 게이트 전극용 폴리실리콘막을 형성하고, 게이트 전극용 마스크를 사용하여 상기 게이트 전극용 폴리실리콘막 및 게이트 산화막(50)을 선택식각하여 게이트 전극(60)을 형성한 다음, 소오스/드레인 이온주입 공정을 실시하여 소오소/드레인 접합(90)을 형성한 것을 도시한 것이다.
도 3 은 일반적인 소자의 셀 지역에 있어서 활성영역의 불순물 농도 프로파일을, 도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 셀 지역에 있어서 활성영역의 불순물 농도 프로파일을 도시한 그래프로, 상기 소오소/드레인 접합(90) 하부의 P-웰 영역의 농도가 1E17 ions/㎤ 내지 1.5E17 ions/㎤에서 5E16 ions/㎤로 감소한 것을 알 수 있다.
이에 따라 비트 라인에 연결된 접합 캐패시턴스를 40%이상 줄일 수 있으며, 터닐링 전류가 감소함에 따라 역방향 접합 누설 전류를 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 명백할 것이다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 자기 정렬방식에 의해 웰 영역에 있어서의 필드 산화막 하부 영역은 고농도의 불순물을 유지함과 동시에 셀 접합 하부 영역의 농도를 최적화함으로써, 소자의 리플래쉬 특성을 향상시킬 수 있다.
Claims (6)
- 반도체 기판에 대해 제 1 도전형의 불순물을 이온주입하여 웰 영역을 형성하는 단계;소정부위의 반도체 기판에 필드 산화막을 형성하는 단계;전체 구조 상부에 패드용 물질막을 형성하는 단계;문턱 전압 조절을 위한 이온주입 마스크를 사용하여 상기 웰 영역에 이온주입된 불순물과 반대형의 제 2 도전형의 불순물을 카운터 이온주입하여 이후의 공정에서 형성될 소오스/드레인 영역 하부의 반도체 기판에 카운터 이온주입 영역을 형성하는 단계; 및상기 문턱 전압 조절을 위한 이온주입 마스크를 사용하여 상기 카운터 이온 주입 영역 상부면에 제 1 도전형의 불순물을 이온주입하여 문턱 전압 조절 이온주입 영역을 형성하는 단계를 포함해서 이루어진 반도체 소자 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 웰 영역 형성을 위한 제 1 도전형의 불순물은 P형 불순물인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 웰 영역 형성을 위한 P형 불순물은 1E17 ions/㎤ 내지 1.5E17 ions/㎤ 정도의 도즈량으로 이온주입하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 카운터 이온주입 영역 형성을 위한 제 2 도전형의 불순물은 N형 불순물인 인 이온인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 카운터 이온주입 영역 형성을 위한 인 이온은 1E12 ions/㎤ 정도의 도즈량으로 이온주입하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 카운터 이온주입 영역 형성을 위한 인 이온은 130KeV 내지 200KeV 정도의 이온주입 에너지로 이온주입하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019960073671A KR100219063B1 (ko) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 반도체 소자 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019960073671A KR100219063B1 (ko) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 반도체 소자 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19980054508A true KR19980054508A (ko) | 1998-09-25 |
KR100219063B1 KR100219063B1 (ko) | 1999-09-01 |
Family
ID=19491414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019960073671A KR100219063B1 (ko) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 반도체 소자 제조방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100219063B1 (ko) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100886627B1 (ko) * | 2002-12-30 | 2009-03-04 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 메모리소자의 제조방법 |
US7602004B2 (en) | 2005-10-24 | 2009-10-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device and methods for forming the same |
-
1996
- 1996-12-27 KR KR1019960073671A patent/KR100219063B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100886627B1 (ko) * | 2002-12-30 | 2009-03-04 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 메모리소자의 제조방법 |
US7602004B2 (en) | 2005-10-24 | 2009-10-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device and methods for forming the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100219063B1 (ko) | 1999-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6525377B1 (en) | Low threshold voltage MOS transistor and method of manufacture | |
US4737471A (en) | Method for fabricating an insulated-gate FET having a narrow channel width | |
US5536959A (en) | Self-aligned charge screen (SACS) field effect transistors and methods | |
KR910000279B1 (ko) | 금속 산화물 반도체 전계효과 트랜지스터 및 이 트랜지스터의 소스 및 드레인 영역 형성방법 | |
US5386133A (en) | LDD FET with polysilicon sidewalls | |
US5212542A (en) | Semiconductor device having at least two field effect transistors and method of manufacturing the same | |
KR100464534B1 (ko) | 반도체소자의 트랜지스터 및 그 형성방법 | |
JP5220970B2 (ja) | 高電圧トランジスタの製造方法 | |
KR100219063B1 (ko) | 반도체 소자 제조방법 | |
KR20010016838A (ko) | 모스 트랜지스터의 불순물 주입영역 형성 방법 | |
KR100701690B1 (ko) | 트랜지스터 문턱전압 조절방법 | |
KR100287886B1 (ko) | 반도체소자 및 그의 제조방법 | |
KR20070013032A (ko) | 플래쉬 메모리 소자의 제조방법 | |
KR100574357B1 (ko) | 벌크 펀치쓰루우를 억제하기 위한 모스 트랜지스터 | |
US20240105844A1 (en) | Native nmos device and manufacturing method thereof | |
KR0167606B1 (ko) | 모스 트랜지스터 제조방법 | |
KR100525911B1 (ko) | 반도체 소자의 고전압 트랜지스터 제조 방법 | |
KR100334968B1 (ko) | 매몰 채널 pmos 트랜지스터 제조 방법 | |
JPH07147399A (ja) | 半導体装置 | |
KR100904421B1 (ko) | 반도체 메모리 소자의 제조방법 | |
KR100505618B1 (ko) | 고성능 모스 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
KR100327419B1 (ko) | 반도체소자제조방법 | |
KR100609557B1 (ko) | 트랜지스터의 제조방법 | |
KR100925027B1 (ko) | 반도체 소자의 제조방법 | |
JPS62179768A (ja) | 電界効果トランジスタ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090526 Year of fee payment: 11 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |