KR19980073617A - Transistor Manufacturing Method - Google Patents

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KR19980073617A
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최기웅
정세광
민복기
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김영환
현대전자산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 트랜지스터 제조 방법에 관한 것으로, 게이트 전극 형성용 감광막 패턴을 LDD구조를 형성하는 과정에서 이온 주입 버퍼층으로 이용하므로써, 별도의 이온 주입 버퍼층 형성공정이 필요치 않아 공정이 단순화되며, 또한 이온 주입으로 인한 트랜지스터 부위의 손상이 방지될 수 있도록 한 트랜지스터 제조 방법이 개시된다.The present invention relates to a transistor manufacturing method, and by using the gate electrode photosensitive film pattern as an ion implantation buffer layer in the process of forming the LDD structure, a separate ion implantation buffer layer forming process is not required, thereby simplifying the process, and also by ion implantation. A method of fabricating a transistor is disclosed so that damage to the transistor portion due to damage can be prevented.

Description

트랜지스터 제조 방법Transistor manufacturing method

본 발명은 트랜지스터 제조 방법에 관한 것으로, 특히 LDD(Lightly Doped Drain) 구조를 갖는 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a transistor, and more particularly, to a method for manufacturing a transistor of a semiconductor device having a lightly doped drain (LDD) structure.

일반적으로 반도체 소자의 고집적화에 따른 트랜지스터의 크기 감소로 인하여 소자의 동작시 핫 케리어 감소(Hot Carrier Degradation) 현상이 발생된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 트랜지스터의 접합영역을 LDD 구조로 형성하는데, 종래의 LDD 구조를 갖는 트랜지스터 제조 방법을 도 1a 내지 도 1f를 통해 설명하면 다음과 같다.In general, a hot carrier degradation occurs during operation of the device due to the size reduction of the transistor due to the high integration of the semiconductor device. In order to prevent such a phenomenon, the junction region of the transistor is formed in the LDD structure. A transistor manufacturing method having a conventional LDD structure will be described with reference to FIGS. 1A to 1F as follows.

도 1a는 필드 산화막(2)이 형성된 실리콘 기판상(1)에 게이트 산화막(3) 및 폴리실리콘층(4)을 순차적으로 형성한 상태의 단면도이다.1A is a cross-sectional view of a state in which the gate oxide film 3 and the polysilicon layer 4 are sequentially formed on the silicon substrate 1 on which the field oxide film 2 is formed.

도 1b는 폴리실리콘층(4)상에 감광막(5)을 도포한 후 마스크를 이용한 노광 및 현상공정으로 감광막(5)을 패턴닝한 상태의 단면도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view of a state in which the photosensitive film 5 is applied onto the polysilicon layer 4 and then the photosensitive film 5 is patterned by an exposure and development process using a mask.

도 1c는 패터닝된 감광막(5)을 식각 마스크로 이용한 식각공정으로 폴리실리콘층(4)을 패턴닝하여 게이트 전극(4)을 형성한 상태의 단면도이다.1C is a cross-sectional view of a state in which the gate electrode 4 is formed by patterning the polysilicon layer 4 by an etching process using the patterned photoresist film 5 as an etching mask.

도 1d는 감광막(5)을 제거한 후 열산화 공정을 실시하여 게이트 전극(4)을 포함한 전체구조상에 산화막(6)을 형성한 상태의 단면도이다.FIG. 1D is a cross-sectional view of the oxide film 6 formed on the entire structure including the gate electrode 4 by performing a thermal oxidation process after removing the photosensitive film 5.

도 1e는 산화막(6)을 이온주입버퍼(Buffer)층으로 이용한 저농도 불순물 이온(예를들어 N-형) 주입공정으로 게이트 전극(4) 양측부의 실리콘 기판(1)에 저농도 불순불 영역(7)이 형성된 상태의 단면도이다.FIG. 1E shows a low concentration impurity region 7 in the silicon substrate 1 on both sides of the gate electrode 4 by a low concentration impurity ion (for example, N type) implantation process using the oxide film 6 as an ion implantation buffer layer. ) Is a cross-sectional view of the formed state.

도 1f는 게이트 전극(4)의 양측벽에 절연막 스페이서(8)를 형성한 후 고농도 불순물 이온(예를들어 N+형) 주입공정으로 LDD 구조를 갖는 접합영역(9)이 형성된 상태의 단면도이다.FIG. 1F is a cross-sectional view of the junction region 9 having an LDD structure formed by forming an insulating film spacer 8 on both sidewalls of the gate electrode 4 and then implanting a high concentration impurity ion (for example, an N + type).

그런데 상기와 같은 종래의 트랜지스터 제조 방법을 이용하는 경우 디자인 룰(Design Rule)의 감소에 따라 소자의 크기가 감소되기 때문에 열산화 공정에 의해 문턱 전압 등과 같은 전기적인 파라메터(parameter)의 변화가 심하게 발생되며, 이로 인해 소자의 전기적 특성이 열화된다. 그래서 이를 방지하기 위하여 열산화 공정을 생략하는데, 이 경우 이온 주입시 버퍼층으로 이용되는 별도의 마스크층을 형성해야 하기 때문에 공정의 단계가 복잡해진다.However, in the case of using the conventional transistor manufacturing method as described above, since the size of the device is reduced according to the reduction of the design rule, the change of electrical parameters such as threshold voltage is severely generated by the thermal oxidation process. As a result, the electrical characteristics of the device are degraded. Therefore, in order to prevent this, a thermal oxidation process is omitted. In this case, a step of the process is complicated because a separate mask layer used as a buffer layer must be formed during ion implantation.

따라서 본 발명은 저농도 이온 주입시 감광막을 이온 주입 버퍼층으로 이용하므로써 공정을 단순화시키는 트랜지스터의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a transistor that simplifies the process by using a photosensitive film as an ion implantation buffer layer during low concentration ion implantation.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 트랜지스터 제조방법에 있어서, 감광막 패턴을 이용한 식각공정으로 게이트 전극이 형성되는 단계와; 상기 감광막 패턴을 이온주입 버퍼층으로 이용한 저농도 불순물 이온 주입공정으로 상기 게이트 전극 양측의 실리콘기판에 저농도 불순물 영역이 형성되는 단계와; 상기 감광막 패턴을 제거한 후에 전체구조상에 절연막이 형성되는 단계와; 상기 절연막을 식각하여 상기 게이트 전극 양측벽에 스페이서를 형성한 후 고농도 불순물 이온 주입공정으로 상기 실리콘 기판에 고농도 불순물 영역이 형성되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a transistor, the method including: forming a gate electrode by an etching process using a photosensitive film pattern; Forming a low concentration impurity region on the silicon substrate on both sides of the gate electrode by a low concentration impurity ion implantation process using the photoresist pattern as an ion implantation buffer layer; Forming an insulating film on the entire structure after removing the photoresist pattern; Forming an spacer on both sidewalls of the gate electrode by etching the insulating layer, and then forming a high concentration impurity region on the silicon substrate by a high concentration impurity ion implantation process.

도 1a 내지 도 1f는 종래의 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.1A to 1F are cross-sectional views of devices for explaining a conventional transistor manufacturing method.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위한 소자의 단면도.2A to 2E are cross-sectional views of devices for explaining the transistor manufacturing method according to the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 및 11 : 실리콘기판2 및 12 : 필드산화막1 and 11: silicon substrate 2 and 12: field oxide film

3 및 13 : 게이트 산화막4 및 14 : 게이트 전극3 and 13: gate oxide film 4 and 14: gate electrode

5 및 15 : 감광막6 : 산화막5 and 15: photosensitive film 6: oxide film

7 및 17 : 저농도 불순물영역8 및 16B : 절연막 스페이서7 and 17: low concentration impurity regions 8 and 16B: insulating film spacer

9 및 18 : 고농도 불순물영역10 및 20 : 접합영역9 and 18: high concentration impurity region 10 and 20: junction region

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

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 트랜지스터 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.2A through 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transistor according to the present invention.

도 2a는 필드 산화막(12)이 형성된 실리콘기판(11)상에 게이트 산화막(13) 및 폴리실리콘층(14)을 순차적으로 형성한 상태의 단면도이다.2A is a cross-sectional view of a state in which the gate oxide film 13 and the polysilicon layer 14 are sequentially formed on the silicon substrate 11 on which the field oxide film 12 is formed.

도 2b는 폴리실리콘층(14)상에 감광막(15)을 도포한 후 마스크를 이용한 노광 및 현상공정으로 감광막(15)을 패턴닝한 상태의 단면도로서, 감광막(15)은 9500 내지 9700Å의 두께로 형성한다.FIG. 2B is a cross-sectional view of the photosensitive film 15 coated on the polysilicon layer 14 and then patterned on the photosensitive film 15 by an exposure and development process using a mask, wherein the photosensitive film 15 has a thickness of 9500 to 9700 kPa. To form.

도 2c는 패터닝된 감광막(15)을 식각 마스크로 이용한 식각공정으로 노출된 부분의 폴리실리콘층(14) 패턴닝하여 게이트 전극(14)을 형성한 후 패턴닝된 감광막(15)을 이온주입 버퍼층으로 이용한 저농도 불순물 이온(예를 들어 N-) 주입공정으로 게이트 전극(14) 양측부의 실리콘 기판(11)에 저농도 불순물 영역(17)을 형성한 상태의 단면도이다.FIG. 2C illustrates that the polysilicon layer 14 of the exposed portion is patterned by the etching process using the patterned photosensitive film 15 as an etching mask to form the gate electrode 14, and then the patterned photosensitive film 15 is ion implanted buffer layer. The low concentration impurity region 17 is formed in the silicon substrate 11 on both sides of the gate electrode 14 by a low concentration impurity ion (for example, N ) implantation step.

도 2d는 감광막(15)을 제거한 후의 전체구조상에 절연막(16)을 형성한 상태의 단면도이다.FIG. 2D is a cross-sectional view of the insulating film 16 formed on the entire structure after the photosensitive film 15 is removed.

도 2e는 절연막(16)을 스페이서 식각공정으로 식각하여 게이트 전극(14) 양측벽에 스페이서(16B)를 형성한 후 고농도 불순물 이온(예를들어 N+형) 주입공정으로 고농도 불순물 영역(18)을 형성하므로, 이로인하여 저농도 불순물 영역(17)과 고농도 불순물 영역(18)으로 이루어진 LDD 구조의 접합영역(20)이 형성된 상태의 단면도이다.2E shows that the insulating film 16 is etched by a spacer etching process to form spacers 16B on both side walls of the gate electrode 14, and then the highly doped impurity region 18 is formed by implanting high concentration impurity ions (eg, N + type). This is a cross-sectional view of the LDD structure in which the junction region 20 formed of the low concentration impurity region 17 and the high concentration impurity region 18 is thus formed.

한편, 게이트 전극용 폴리실리콘층(14) 식각공정 및 감광막(15) 제거공정후에 발생되는 손상을 보상하기 위해 열공정이 필요한 경우 스페이서 형성용 절연막 증착공정을 O2및 N2가스중 어느 하나의 분위기에서 실시하여 열공정 처리를 대신할 수 있다. 한편, 상기 열처리 공정은 상기 절연막 증착 전후의 선택된 과정에서 실시할 수 있다.On the other hand, when a thermal process is required to compensate for the damage occurring after the etching process of the polysilicon layer 14 for the gate electrode and the removal process of the photosensitive film 15, the insulating film deposition process for forming a spacer may be performed using any one of O 2 and N 2 gases. It can be done in place of the thermal process. The heat treatment process may be performed in a selected process before and after the deposition of the insulating film.

상술한 바와같이 저농도 불순물이온 주입 공정을 게이트 전극 형성용 식각마스크로 이용되는 감광막이 버퍼층으로 대체되어 별도의 이온주입 버퍼층 형성공정이 필요치 않아 공정을 단순화 할 수 있어 원자재 절감 및 생산 시간 감소 등의 효과가 있다.As described above, the low concentration impurity ion implantation process is replaced by a photosensitive film used as an etching mask for forming a gate electrode, so that a separate ion implantation buffer layer forming process is not required, so the process can be simplified, thereby reducing raw materials and reducing production time. There is.

Claims (2)

트랜지스터 제조방법에 있어서,In the transistor manufacturing method, 감광막 패턴을 이용한 식각공정으로 게이트 전극이 형성되는 단계와;Forming a gate electrode by an etching process using a photoresist pattern; 상기 감광막 패턴을 이온주입 버퍼층으로 이용한 저농도 불순물 이온 주입공정으로 상기 게이트 전극 양측의 실리콘기판에 저농도 불순물 영역이 형성되는 단계와;Forming a low concentration impurity region on the silicon substrate on both sides of the gate electrode by a low concentration impurity ion implantation process using the photoresist pattern as an ion implantation buffer layer; 상기 감광막 패턴을 제거한 후의 전체구조상에 절연막이 형성되는 단계와;Forming an insulating film on the entire structure after removing the photoresist pattern; 상기 절연막을 식각하여 상기 게이트 전극 양측벽에 스페이서를 형성한 후 고농도 불순물 이온 주입공정으로 상기 실리콘 기판에 고농도 불순물 영역이 형성되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랜지스터 제조방법.And forming a spacer on both sidewalls of the gate electrode by etching the insulating layer, and then forming a high concentration impurity region on the silicon substrate by a high concentration impurity ion implantation process. 제 1 항에 있어서, 상기 감광막 패턴 제거후에 발생되는 손상을 보상하기 위해 열공정이 필요한 경우, 상기 절연막 형성공정중, 상기 형성공정 전후의 선택된 과정에서 N2및 O2가스중 어느 하나의 분위기에서 열공정을 실시하는 것을 포함하는 트랜지스터 제조방법The method of claim 1, wherein when a thermal process is required to compensate for damage occurring after the photoresist pattern is removed, heat is generated in an atmosphere of any one of N 2 and O 2 gases during the insulating film forming process and a selected process before and after the forming process. Transistor manufacturing method comprising performing the process
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