KR19980065709A - Salicide Preparation - Google Patents

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KR19980065709A
KR19980065709A KR1019970000822A KR19970000822A KR19980065709A KR 19980065709 A KR19980065709 A KR 19980065709A KR 1019970000822 A KR1019970000822 A KR 1019970000822A KR 19970000822 A KR19970000822 A KR 19970000822A KR 19980065709 A KR19980065709 A KR 19980065709A
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고광만
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김광호
삼성전자 주식회사
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Abstract

샐리사이드 제조방법에 대해 개시된다. 본 발명에 따른 샐리사이드 제조방법은, 반도체기판상에 게이트산화막을 개재한 게이트전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트전극 측벽을 따라 스페이서를 형성하는 단계와, 결과물 전면에 반응조절층을 형성하는 단계와, 상기 반응조절층위에 실리사이드 형성물질을 형성하는 단계와, 열처리공정을 진행하여 실리사이드층을 형성하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이에 따라 실리사이드 형성물질을 형성하기 전에 반응조절층을 형성함으로써 게이트전극 측벽에 형성된 스페이서로의 실리사이드 성장을 억제하여 게이트전극과 소오스전극/드레인전극간에 쇼트를 방지하고 균일한 실리사이드를 형성할 수 있다.Disclosed is a method for preparing salicide. In the method of manufacturing a salicide according to the present invention, forming a gate electrode through a gate oxide layer on a semiconductor substrate, forming a spacer along sidewalls of the gate electrode, and forming a reaction control layer on the entire surface of the resultant. And forming a silicide forming material on the reaction control layer and forming a silicide layer by performing a heat treatment process. Accordingly, by forming the reaction control layer before forming the silicide forming material, silicide growth to the spacer formed on the sidewall of the gate electrode can be suppressed to prevent short between the gate electrode and the source electrode / drain electrode, thereby forming uniform silicide.

Description

샐리사이드 제조방법Salicide Preparation

본 발명은 반도체 제조공정에 관한 것으로, 특히 반응조절층을 이용한 샐리사이드(SALICIDE:Self ALIgned siliCIDE) 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing process, and more particularly, to a method of manufacturing salicide (SALICIDE: Self ALIgned siliCIDE) using a reaction control layer.

반도체 제조공정에 있어서 게이트전극 및 소오스전극/드레인전극 등 실리콘(Si)이 드러난 부위에만 열처리를 가하여 선택적으로 실리사이드(silicide)를 형성시키는 샐리사이드 공정은, 공정 자체의 단순함 및 저저항의 접촉저항 특성을 가지고 있기 때문에 특히 스피드(speed)가 요구되는 디바이스(device)에 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 샐리사이드 공정을 적용하는데 있어서 나타나는 문제점은 게이트 스페이서(gate spacer)로서 실리콘 질화막을 사용하였을 경우, 샐리사이드로의 진행시에 게이트전극 측벽에 형성된 스페이서상으로의 후속적인 실리사이드의 성장(lateral silicide growth)이 발생되어 게이트전극 및 소오스전극/드레인전극간에 쇼트(short)가 유발되는 문제점을 가지고 있다.In the semiconductor manufacturing process, the salicide process in which silicide is selectively formed by applying heat treatment only to a portion where silicon (Si) is exposed, such as a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode, has a simple and low-resistance contact resistance characteristic of the process itself. In general, it is commonly used for devices that require speed. However, a problem in applying the salicide process is that when a silicon nitride film is used as the gate spacer, subsequent silicide growth onto the spacer formed on the sidewalls of the gate electrode when proceeding to the salicide (lateral silicide) growth occurs, and a short is caused between the gate electrode and the source electrode / drain electrode.

도 1 및 도 2는 종래 통상적인 샐리사이드 공정을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.1 and 2 are cross-sectional views schematically showing a conventional salicide process.

도 1은 게이트전극(2), 스페이서(3) 및 실리사이드 형성물질(4)의 형성공정을 도시한 것으로, 먼저 반도체기판(10) 예컨대 실리콘기판상에 소정두께의 게이트 산화막(1)을 형성한 후, 결과물 전면에 제1도전층 예컨대 다결정실리콘을 소정두께 증착하여 통상의 건식 식각방법을 이용하여 패터닝함으로써 게이트전극(2)을 형성한다. 이어서, 결과물 전면에 제1절연층 예컨대 실리콘 질화막을 증착하여 통상의 건식 식각방법을 거쳐 도시된 바와 같이 상기 게이트전극(2)의 측벽에 스페이서(3)를 형성하고, 결과물 전면에 실리사이드 형성물질(4)로서 예컨대 티타늄(Ti)을 소정두께 증착한다. 여기서, 미설명 부호 11은 소자분리영역인 필드산화막을 나타낸다.FIG. 1 shows a process of forming the gate electrode 2, the spacer 3, and the silicide forming material 4. First, a gate oxide film 1 having a predetermined thickness is formed on a semiconductor substrate 10, for example, a silicon substrate. Thereafter, a first conductive layer such as polysilicon is deposited on the entire surface of the resultant, and the gate electrode 2 is formed by patterning using a conventional dry etching method. Subsequently, a first insulating layer, for example, a silicon nitride layer is deposited on the entire surface of the resultant to form a spacer 3 on the sidewall of the gate electrode 2 as shown through a conventional dry etching method, and a silicide forming material ( 4) For example, titanium (Ti) is deposited to a predetermined thickness. Here, reference numeral 11 denotes a field oxide film as an element isolation region.

도 2는 실리사이드층(5)의 형성공정을 도시한 것으로, 상기 도 1의 공정 후 액티브 영역의 단결정실리콘(즉 노출된 반도체기판)과 게이트전극(2)의 다결정실리콘상에만 선택적으로 실리사이드를 형성하기 위해서 예컨대 RTP(Rapid Thermal Process)를 이용하여 저온에서 열처리를 실시하여 선택적으로 티타늄(도 1의 도면부호 4)이 실리콘과 접해 있는 영역에서만 실리사이드화 반응이 일어나도록 하여, 도시된 바와 같이 실리사이드층(5)을 형성한 후, 상기 스페이서(3)위 미반응된 티타늄을 제거하기 위해서 예컨대 황산/과수/탈이온수의 혼합용액을 이용하여 미반응된 티타늄을 제거한다. 다음에 저저항 특성을 갖는 실리사이드로의 상변환을 시키기 위하여 고온의 열처리를 실시한다.FIG. 2 illustrates a process of forming the silicide layer 5, in which silicide is selectively formed only on the polycrystalline silicon of the single crystal silicon (ie, exposed semiconductor substrate) and the gate electrode 2 in the active region after the process of FIG. 1. For example, by performing a heat treatment at low temperature using, for example, a rapid thermal process (RTP), a silicide layer may be selectively generated only in a region in which titanium (reference numeral 4 of FIG. 1) is in contact with silicon. After forming (5), in order to remove unreacted titanium on the spacer (3), for example, a mixed solution of sulfuric acid / fruit water / deionized water is removed to remove unreacted titanium. Next, a high temperature heat treatment is performed to effect phase conversion to silicide having low resistance.

이와 같이, 스페이서로서 실리콘 질화막을 사용한 종래 경우에는 샐리사이드 형성시에 실리콘 질화막상으로의 실리사이드 성장이 일어나 게이트전극과 소오스전극/드레인전극간에 쇼트를 유발시킬 수 있는 단점이 있다.As described above, in the case of using a silicon nitride film as a spacer, silicide growth may occur on the silicon nitride film at the time of salicide formation, which may cause a short between the gate electrode and the source electrode / drain electrode.

본 발명이 이루고자 하는 기술적과제는, 샐리사이드의 제조공정에 있어서 실리사이드 형성물질을 형성하기 전에 반응조절층을 형성함으로써 게이트전극 측벽에 형성된 스페이서상으로의 실리사이드 성장을 억제하여 게이트전극과 소오스전극/드레인전극간에 쇼트를 방지할 수 있는 반응조절층을 이용한 샐리사이드 제조방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to form a reaction control layer before forming the silicide forming material in the manufacturing process of the salicide, thereby suppressing the growth of silicide on the spacers formed on the sidewalls of the gate electrode, thereby preventing the gate electrode and the source electrode / drain. It is to provide a method for producing salicide using a reaction control layer that can prevent a short between the electrodes.

도 1 및 도 2는 종래 통상적인 샐리사이드 공정을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.1 and 2 are cross-sectional views schematically showing a conventional salicide process.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 샐리사이드 공정을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.3 and 4 are cross-sectional views schematically showing a salicide process according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10...반도체기판 11...필드산화막10 ... semiconductor substrate 11 ... field oxide

1 ...게이트산화막 2 ...게이트전극1 ... gate oxide 2 ... gate electrode

3 ...스페이서 4 ...실리사이드 형성물질3 ... spacer 4 ... silicide forming material

5 ...실리사이드층 6 ...반응조절층5 ... silicide layer 6 ... reaction control layer

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 방법은, 반도체기판상에 게이트산화막을 개재한 게이트전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트전극 측벽을 따라 스페이서를 형성하는 단계와, 결과물 전면에 반응조절층을 형성하는 단계와, 상기 반응조절층위에 실리사이드 형성물질을 형성하는 단계와, 열처리공정을 진행하여 실리사이드층을 형성하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method of the present invention comprises the steps of: forming a gate electrode via a gate oxide film on a semiconductor substrate; forming a spacer along the sidewall of the gate electrode; and forming a reaction control layer on the entire surface of the resultant. And forming a silicide forming material on the reaction control layer, and performing a heat treatment process to form a silicide layer.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 샐리사이드 공정을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.3 and 4 are cross-sectional views schematically showing a salicide process according to the present invention.

도 3은 게이트전극(2), 스페이서(3), 실리사이드 형성물질(4) 및 반응조절층(6)의 형성공정을 도시한 것이다.3 illustrates a process of forming the gate electrode 2, the spacer 3, the silicide forming material 4, and the reaction control layer 6.

상세하게는, 먼저 반도체기판(10) 예컨대 실리콘기판상에 소정두께의 게이트 산화막(1)을 형성한 후, 결과물 전면에 제1 도전층 예컨대 다결정실리콘을 소정두께 증착하여 통상의 건식 식각방법을 이용하여 패터닝함으로써 게이트전극(2)을 형성한다. 이어서, 결과물 전면에 제1 절연층 예컨대 실리콘 질화막을 증착하여 통상의 건식 식각방법을 거쳐 도시된 바와 같이 상기 게이트전극(2)의 측벽에 스페이서(3)를 형성하고, 결과물 전면에 반응조절층(6) 예컨대 금속질화물, 혹은 금속탄화물, 혹은 SiN과 같은 질화물, 혹은 산화막중 어느 하나를 소정두께 증착하며, 결과물 전면에 실리사이드 형성물질(4)로서 예컨대 티타늄(Ti), 혹은 코발트(Co), 혹은 백금(Pt)중 어느 하나를 소정두께 증착한다.In detail, first, a gate oxide film 1 having a predetermined thickness is formed on the semiconductor substrate 10, for example, a silicon substrate, and then a first conductive layer, for example, polysilicon is deposited on the entire surface of the resultant, and a conventional dry etching method is used. Patterning to form the gate electrode 2. Subsequently, a first insulating layer such as a silicon nitride film is deposited on the entire surface of the resultant to form a spacer 3 on the sidewall of the gate electrode 2, as shown through a conventional dry etching method, and a reaction control layer ( 6) A metal nitride, a metal carbide, or a nitride such as SiN, or an oxide film is deposited to a predetermined thickness, and the silicide forming material 4 is formed on the entire surface of the resultant, for example, titanium (Ti) or cobalt (Co), or Any one of platinum (Pt) is deposited.

이 때, 상기 반응조절층(6)의 두께는 상기 실리사이드 형성물질(4) 보다 얇도록 한다. 여기서, 미설명 부호 11은 소자분리영역인 필드산화막을 나타낸다.At this time, the thickness of the reaction control layer 6 is to be thinner than the silicide forming material (4). Here, reference numeral 11 denotes a field oxide film as an element isolation region.

도 4는 실리사이드층(5)의 형성공정을 도시한 것이다.4 illustrates a process of forming the silicide layer 5.

상세하게는, 상기 도 3의 공정 후 기존의 방법과 동일한 방법으로 액티브 영역의 단결정실리콘(즉 노출된 반도체기판)과 게이트전극(2)의 다결정실리콘상에만 선택적으로 실리사이드를 형성하기 위해서 예컨대 RTP(Rapid Thermal Process)를 이용하여 저온에서 열처리를 실시하여 선택적으로 티타늄(도 3의 도면부호 4)이 실리콘과 접해 있는 영역에서만 실리사이드화 반응이 일어나도록 하여, 도시된 바와 같이 실리사이드층(5)을 형성한 후, 상기 스페이서(3)위 미반응된 티타늄을 제거하기 위해서 예컨대 황산/과수/탈이온수의 혼합용액을 이용하여 미반응된 티타늄을 제거한다. 다음에 저저항 특성을 갖는 실리사이드로의 상변환을 시키기 위하여 고온의 열처리를 실시한다. 여기서, 상기 스페이서위에 형성된 반응조절층이 전도체인 경우 실리사이드 형성물질과 함께 습식 에천트(wet etchant)에 식각된다.Specifically, in order to selectively form silicide only on the single crystal silicon (i.e., exposed semiconductor substrate) of the active region and the polycrystalline silicon of the gate electrode 2 in the same manner as the conventional method after the process of FIG. Heat treatment at low temperature using a rapid thermal process) to selectively cause the silicide reaction to occur only in a region where titanium (reference numeral 4 of FIG. 3) is in contact with silicon, thereby forming the silicide layer 5 as shown. Then, in order to remove the unreacted titanium on the spacer 3, the unreacted titanium is removed using a mixed solution of sulfuric acid / fruit water / deionized water, for example. Next, a high temperature heat treatment is performed to effect phase conversion to silicide having low resistance. Here, when the reaction control layer formed on the spacer is a conductor, it is etched in a wet etchant together with the silicide forming material.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 샐리사이드 제조방법은, 실리사이드 형성물질을 형성하기 전에 반응조절층을 형성함으로써 게이트전극 측벽에 형성된 스페이서로의 실리사이드 성장을 억제하여 게이트전극과 소오스전극/드레인전극간에 쇼트를 방지하고 균일한 실리사이드를 형성할 수 있다.As described above, the salicide manufacturing method according to the present invention suppresses the growth of silicide to the spacer formed on the sidewall of the gate electrode by forming a reaction control layer before forming the silicide forming material, thereby forming a gap between the gate electrode and the source electrode / drain electrode. It is possible to prevent shorts and to form uniform silicides.

Claims (3)

반도체기판상에 게이트산화막을 개재한 게이트전극을 형성하는 단계; 상기 게이트전극 측벽을 따라 스페이서를 형성하는 단계; 결과물 전면에 반응조절층을 형성하는 단계; 상기 반응조절층위에 실리사이드 형성물질을 형성하는 단계; 및 열처리공정을 진행하여 실리사이드층을 형성하는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 샐리사이드 제조방법.Forming a gate electrode on the semiconductor substrate via the gate oxide film; Forming a spacer along sidewalls of the gate electrode; Forming a reaction control layer on the entire surface of the resultant product; Forming a silicide forming material on the reaction control layer; And proceeding the heat treatment step to form a silicide layer. 제1항에 있어서, 상기 반응조절층은, 금속질화물, 금속탄화물, 질화실리콘과 같은 질화물, 또는 산화막중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 샐리사이드 제조방법.The method of claim 1, wherein the reaction control layer is any one of a metal nitride, a metal carbide, a nitride such as silicon nitride, or an oxide film. 제 2 항에 있어서, 상기 실리사이드 형성물질은, 티타늄, 코발트 및 백금으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 샐리사이드 제조방법.The method of claim 2, wherein the silicide forming material is any one selected from the group consisting of titanium, cobalt, and platinum.
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KR100465056B1 (en) * 2002-07-04 2005-01-06 매그나칩 반도체 유한회사 Method of manufacturing semiconductor device
KR100940996B1 (en) * 2002-12-26 2010-02-05 매그나칩 반도체 유한회사 Method for forming salicide layer in a semiconductor device
KR101044757B1 (en) * 2004-12-28 2011-06-27 주식회사 포스코 Prevention device for scattering insulation coating solvent in three roll type coating roll

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KR100940996B1 (en) * 2002-12-26 2010-02-05 매그나칩 반도체 유한회사 Method for forming salicide layer in a semiconductor device
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