KR19980055926A - 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 필드 산화막을 형성한 후 필드 산화막을 형성하기 위한 소자분리 마스크를 제거하지 않은 상태에서 이온 주입공정을 실시하여 필드 산화막의 하부 및 액티브 영역의 소정깊이에 이온을 주입시켜 필요한 부분에만 이온을 형성함으로써 필드 산화막의 특성 향상 및 감마값을 증가시키지 않으면서도 공정의 단순화로 인하여 소자의 수율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체 소자의 제조방법

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로 특히, 필드 산화막 형성시 필드 산화막의 하부 및 액티브 영역의 소정깊이에 이온을 주입할 수 있는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 실리콘 기판 상에 필드 산화막을 형성한 후 필드 산화막의 하부는 농도가 감소하기 때문에 이를 보상하기 위해서 이온을 주입한다. 또한 실리콘 기판의 액티브 영역에 펀치 쓰로우(Pung Through) 현상을 방지하기 위하여 이온을 주입한다. 이러한 공정들은 도 1a 내지 1e에 도시한 바와 같이 필드 산화막을 형성한 후 2번에 걸쳐서 실시된다. 도 1a는 실리콘 기판(1) 상에 패드 산화막(2), 폴리실리콘층(3) 및 패드 질화막(4)을 순차적으로 형성한 상태를 도시한다. 상기 패드 산화막(2)은 50 내지 150Å의 두께로 폴리실리콘층(3)은 200 내지 500Å의 두께로 형성되며 패드 질화막(4)은 1000 내지 2000Å의 두께로 형성된다. 도 1b는 필드 산화막이 형성될 부분의 패드 질화막(4), 폴리실리콘층(3) 및 패드 산화막(2)을 순차적으로 식각한 후 산화공정으로 필드 산화막(5)을 형성한 상태를 도시한다. 도 1c는 패드 질화막(4) 및 폴리실리콘층(3)을 제거한 상태를 도시한다. 도 1d는 필드영역에서 채널이 열리는 것을 방지하기 위하여 제 1 이온주입 공정을 실시한 상태를 도시한다. 상기 제 1 이온 주입공정은 붕소(Boron)를 사용하여 140 내지 160KeV의 에너지 조건에서 실시되며 이때, 붕소이온은 필드 산화막(5)의 하부와 액티브 영역의 소정깊이에 형성된다. 일반적으로 채널사이 즉, 접합영역과 접합영역 사이의 펀치 쓰로우는 실리콘 기판(1)의 표면으로부터 대략 1000 내지 1500Å의 깊이에서 발생되므로 액티브 영역에 형성되는 붕소이온은 실리콘 기판(1)의 표면으로부터 대략 4400Å의 깊이에 형성되기 때문에 도움을 주지 못할 뿐 아니라 또한 감마(백 바이어스 영향을 받는 정도 즉, 감마값이 클수록 백바이어스의 영향이 크다) 값을 증가시킨다. 도 1e는 액티브 영역의 펀치 쓰로우를 방지하기 위하여 제 2 이온 주입공정을 실시한 상태를 도시한다. 상기 제 2 이온 주입공정은 붕소를 이용하여 50KeV의 에너지 조건에서 실시된다. 이때, 필드 산화막(5)의 표면에도 붕소이온이 주입되어 필드 산화막(5)의 특성을 악화시키는 문제가 발생된다.

따라서 본 발명은 필드 산화막을 형성한 후 필드 산화막을 형성하기 위한 소자분리 마스크를 제거하지 않은 상태에서 실리콘 기판의 전체 상부면에 이온 주입공정을 실시하여 필드 산화막의 하부 및 액티브 영역의 소정깊이에 이온이 주입되도록 한 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 반도체 소자 제조방법은 소정의 공정을 거쳐 실리콘 기판 상에 소자분리 마스크를 형성하는 단계와, 소자분리 마스크를 이용한 산화공정으로 필드 산화막을 형성하는 단계와, 실리콘 기판의 전체 상부면에 이온 주입공정을 실시하는 단계와, 소자분리 마스크를 제거하는 단계로 이루어지며 이온 주입공정은 붕소를 사용하여 140 내지 160KeV의 에너지 조건에서 실시된다.

도 1a 내지 도 1e는 종래 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 및 11 : 실리콘기판2 및 12 : 패드 산화막

3 및 13 : 폴리실리콘층4 및 14 : 패드 질화막

5 및 15 : 필드 산화막

이하, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a 내지 2d도는 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 소자의 단면도로서, 도 2a는 실리콘 기판(11) 상에 소자분리 마스크(10)를 형성한 상태를 도시한다. 상기 소자분리 마스크는 패드 산화막(12), 폴리실리콘층(13) 및 패드 질화막(14)이 적층된 상태로 이루어진다. 상기 패드 산화막(12)은 50 내지 150Å의 두께로 형성되고, 폴리실리콘층(13)은 200 내지 500Å의 두께로 형성되며 패드 질화막(14)은 1000 내지 2000Å의 두께로 형성된다. 도 2b는 소자분리 마스크(10)를 이용한 산화공정으로 필드 산화막(150)을 형성한 상태를 도시한다.

도 2c는 실리콘 기판(11)의 전체 상부면에 이온 주입공정을 실시한 상태를 도시한다. 상기 이온 주입공정은 붕소를 사용하며 필드 산화막(15)의 두께가 4500Å의 두께를 갖는 경우 140 내지 160KeV의 에너지 조건에서 실시하며 이때, 붕소이온은 필드 산화막(15)의 하부와 액티브 영역의 소정깊이에 형성된다. 여기서 액티브 영역에 형성되는 붕소이온은 소자분리 마스크(10)를 제거하지 않은 상태에서 이온 주입공정을 실시하기 때문에 실리콘 기판(11)의 표면으로부터 1000 내지 1500Å의 깊이에 형성된다. 즉, 이온 주입공정으로 주입되는 붕소이온은 소자분리 마스크(10)를 통과하면서 에너지를 잃어버리게 되고, 실리콘 기판(11)의 표면을 통과할 때는 대략 50KeV의 에너지를 가지고 있기 때문에 실리콘 기판(11)의 표면으로부터 1000 내지 1500Å의 깊이에 형성된다.

도 2d는 소자분리 마스크(10)를 제거한 상태를 도시한다.

본 실시예에서는 필드 산화막의 하부 및 액티브 영역의 소정깊이에 이온을 주입하는 방법에 대하여 설명하였으나 본 발명을 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 이온을 주입하고자 하는 영역에 버퍼링 층(Buffering Layer)을 형성한 후 이온 주입공정을 실시함으로써 얕은 이온주입(Shallow Implantation)을 실시할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 필드 산화막을 형성한 후 필드 산화막을 형성하기 위한 소자분리 마스크를 제거하지 않은 상태에서 이온 주입공정을 실시하여 필드 산화막의 하부 및 액티브 영역의 소정깊이에 이온을 주입시켜 필요한 부분에만 이온을 형성함으로써 필드 산화막의 특성 향상 및 감마값을 증가시키지 않으면서도 공정의 단순화로 인하여 소자의 수율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 반도체 소자 제조방법에 있어서,

   소정의 공정을 거쳐 실리콘 기판 상에 소자분리 마스크를 형성하는 단계와,

   상기 소자분리 마스크를 이용한 산화공정으로 필드 산화막을 형성하는 단계와, '

   상기 실리콘 기판의 전체 상부면에 이온 주입공정을 실시하는 단계와,

   상기 소자분리 마스크를 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소자분리 마스크는 패드 산화막, 폴리실리콘층 및 패드 질화막이 적층된 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 패드 산화막은 50 내지 150Å의 두께로 형성되고, 상기 폴리실리콘층은 200 내지 500Å의 두께로 형성되며 상기 패드 질화막은 1000 내지 2000Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 이온 주입공정은 붕소를 사용하여 140 내지 160KeV의 에너지 조건에서 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.