KR19980077151A - Manufacturing method of transistor having punch-through blocking region - Google Patents

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Abstract

NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터로 구성된 CMOS 집적회로를 갖는 반도체소자의 트랜지스터를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 NMOS 트랜지스터가 형성되는 P웰 영역 및 PMOS 트랜지스터가 형성되는 N웰 영역을 형성한 다음에 P웰 영역 및 N웰 영역에 각각 활성영역을 한정하는 소자분리막을 형성하고, 서로 이웃한 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 공통 게이트 전극과 반전된 패턴을 갖는 제1 절연막 패턴을 형성한다. 그리고 제1 절연막 패턴에 의해 형성된 홈 중에 N웰 영역 상의 홈을 덮는 제2 절연막 패턴을 형성하고, 제1 절연막 패턴 및 제2 절연막 패턴을 이온주입 마스크로하여 P웰 영역의 활성영역의 소정영역에 P형의 불순물을 주입함으로써 제1 펀치쓰루 저지영역을 형성한다. 이어서, 제1 절연막 패턴 및 제2 절연막 패턴에 의해 한정된 P웰 영역 상의 홈을 채우는 제1 게이트 전극을 형성하고, 제2 절연막 패턴을 제거한 다음 제1 절연막 패턴 및 제1 게이트 전극을 이온주입 마스크로하여 N웰 영역의 활성영역의 소정영역에 N형의 불순물을 주입함으로써 제2 펀치쓰루 저지영역을 형성한다. 계속해서, 제1 게이트 전극 및 제1 절연막 패턴에 의해 한정된 N웰 영역 상의 홈을 채우는 제2 게이트 전극을 형성함으로써 제1 게이트 전극과 제2 게이트 전극으로 구성되는 공통게이트 전극을 형성한다.A method of manufacturing a transistor of a semiconductor device having a CMOS integrated circuit composed of an NMOS transistor and a PMOS transistor is disclosed. This method forms a P well region in which an NMOS transistor is formed and an N well region in which a PMOS transistor is formed, and then forms a device isolation film defining active regions in the P well region and the N well region, respectively, and adjacent NMOS transistors. And a first insulating film pattern having a pattern inverted with the common gate electrode of the PMOS transistor. A second insulating film pattern covering the groove on the N well region is formed in the groove formed by the first insulating film pattern, and the first insulating film pattern and the second insulating film pattern are used as ion implantation masks in a predetermined region of the active region of the P well region. The first punch-through blocking region is formed by implanting P-type impurities. Subsequently, a first gate electrode is formed to fill the groove on the P well region defined by the first insulating film pattern and the second insulating film pattern, the second insulating film pattern is removed, and then the first insulating film pattern and the first gate electrode are formed as an ion implantation mask. The second punch-through blocking region is formed by injecting N-type impurities into a predetermined region of the active region of the N well region. Subsequently, by forming the second gate electrode filling the groove on the N well region defined by the first gate electrode and the first insulating film pattern, the common gate electrode composed of the first gate electrode and the second gate electrode is formed.

Description

펀치쓰루 저지 영역을 갖는 트랜지스터의 제조방법Manufacturing method of transistor having punch-through blocking region

본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 펀치쓰루 저지영역을 갖는 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a transistor having a punchthrough blocking region.

일반적으로 반도체소자, 예컨대 메모리 소자는 소비전력을 감소시키기 위하여 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터로 구성된 CMOS 회로로 집적되어진다. 이러한 CMOS 집적회로로 구성된 반도체소자를 제조하는 방법으로 최근에 트랜지스터의 짧은 채널효과를 억제시키기 위하여 채널 영역 아래에 펀치쓰루 저지영역을 형성하는 방법이 널리 사용되고 있다. 펀치쓰루 저지영역은 반도체기판, 즉 웰 영역과 동일한 도전형을 가지도록 형성하며 웰 영역의 농도보다 높은 농도를 갖는다. 이에 따라, 트랜지스터의 소오스 영역 및 드레인 영역 사이에 일정전압이 가해지는 경우 웰 영역에 형성되는 공핍층의 폭이 감소되어 펀치쓰루 현상이 발생하는 현상을 억제시킬 수 있다.In general, semiconductor devices, such as memory devices, are integrated into CMOS circuits composed of NMOS transistors and PMOS transistors to reduce power consumption. As a method of manufacturing a semiconductor device composed of such a CMOS integrated circuit, a method of forming a punch-through blocking region under a channel region has recently been widely used to suppress a short channel effect of a transistor. The punchthrough blocking region is formed to have the same conductivity type as that of the semiconductor substrate, that is, the well region, and has a concentration higher than that of the well region. Accordingly, when a constant voltage is applied between the source region and the drain region of the transistor, the width of the depletion layer formed in the well region can be reduced to suppress a phenomenon in which the punch-through phenomenon occurs.

한편, 상기 펀치쓰루 저지영역을 갖는 트랜지스터를 제조하는 방법에는 여러 가지가 있다. 이들 여러 가지의 방법 중에 하나를 설명하면, 먼저 반도체기판의 소정영역 표면에 활성영역을 한정하는 소자분리막을 형성하고, 상기 활성영역 전체에 반도체기판과 동일한 도전형의 불순물을 소정의 에너지로 이온주입하는 깊은 이온주입 공정을 실시함으로써, 활성영역 표면으로부터 일정깊이에 반도체기판보다 높은 농도를 갖는 펀치쓰루 저지영역을 형성하고, 상기 펀치쓰루 저지영역이 형성된 결과물의 활성영역 상에 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하고, 상기 게이트 전극 양 옆의 활성영역 표면에 소오스/드레인 영역을 형성한다.On the other hand, there are various methods of manufacturing the transistor having the punch-through blocking region. To describe one of these various methods, first, an element isolation film defining an active region is formed on a surface of a predetermined region of a semiconductor substrate, and ion implantation is performed in the entire active region with impurities of the same conductivity type as that of the semiconductor substrate. By performing a deep ion implantation process, a punchthrough blocking region having a concentration higher than that of the semiconductor substrate is formed at a predetermined depth from the surface of the active region, and a gate insulating film and a gate electrode are formed on the active region of the resultant portion where the punchthrough blocking region is formed. And source / drain regions are formed on surfaces of the active regions on both sides of the gate electrode.

상술한 종래의 기술에 따르면, 소오스/드레인 영역이 펀치쓰루 저지영역과 겹쳐지도록 형성되므로, 소오스/드레인 영역의 기생 접합용량이 증가하여 트랜지스터의 스위칭 속도를 저하시킨다.According to the conventional technique described above, since the source / drain regions are formed to overlap the punch-through stop region, the parasitic junction capacitance of the source / drain regions is increased to reduce the switching speed of the transistor.

상기 문제점을 해결하기 위하여 최근에 국부적으로 펀치쓰루 저지영역을 형성하는 방법이 제안된 바 있다. 이 방법에 따르면, 활성영역을 한정하는 소자분리막을 형성한 다음, 게이트 전극을 형성하기 위한 마스크의 크롬패턴과 반전된 크롬패턴을 갖는 마스크를 사용하여 게이트 전극이 형성될 영역 아래의 반도체기판에 선택적으로 깊은 이온 주입공정을 실시함으로써 소오스/드레인 영역의 기생 접합용량을 최소화시키는 방법이 있다. 그러나, 상기한 트랜지스터의 제조방법에 따르면, NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터로 구성된 CMOS 집적회로를 포함하는 반도체소자를 제조하는 데 있어서, NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터에 각각 서로 다른 도전형의 펀치쓰루 저지영역을 형성하기 위해서는 2회의 사진공정이 추가로 요구된다.In order to solve the above problem, a method of forming a punchthrough blocking region locally has recently been proposed. According to this method, a device isolation film defining an active region is formed, and then selective to the semiconductor substrate under the region where the gate electrode is to be formed using a mask having a chrome pattern and a reversed chrome pattern of the mask for forming the gate electrode. There is a method of minimizing the parasitic junction capacitance of the source / drain regions by performing a deep ion implantation process. However, according to the above-described transistor manufacturing method, in manufacturing a semiconductor device including a CMOS integrated circuit composed of an NMOS transistor and a PMOS transistor, punch-through blocking regions of different conductivity types are formed in the NMOS transistor and the PMOS transistor, respectively. To do this, two additional photographic processes are required.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터가 공통 게이트 전극을 갖는 CMOS 회로로 구성된 반도체소자를 제조하는 데 있어서, 소오스/드레인 영역의 기생 접합용량을 최소화시키면서 공정을 단순화시킬 수 있는 펀치쓰루 저지영역을 갖는 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 데 있다.Therefore, the technical problem to be achieved in the present invention is to manufacture a semiconductor device consisting of a CMOS circuit in which the NMOS transistor and the PMOS transistor has a common gate electrode, it is possible to simplify the process while minimizing the parasitic junction capacity of the source / drain region The present invention provides a method of manufacturing a transistor having a punch-through blocking region.

도 1은 종래기술 및 본 발명에 사용되는 일반적인 트랜지스터의 레이아웃도이다.1 is a layout diagram of a general transistor used in the prior art and the present invention.

도 2a 내지 도 2e는 도 1의 절단선 2-2에 따라 본 발명의 트랜지스터 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A through 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transistor of the present invention along the cutting line 2-2 of FIG. 1.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 트랜지스터의 제조방법은, 먼저 반도체기판의 소정영역 상에 활성영역을 한정하는 소자분리막을 형성한다. 여기서, 상기 소자분리막은 트렌치 소자분리방법 또는 실리콘기판의 국부적 산화법(Local oxidation of silicon; 이하 LOCOS라 한다)으로 형성할 수 있다. 상기 소자분리막이 형성된 기판 전면에 제1 절연막을 형성하고, 이를 패터닝하여 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 공통 게이트 전극과 반전된 패턴을 갖는 제1 절연막 패턴을 형성한다. 여기서, 상기 제1 절연막 패턴은 공통 게이트 전극용 마스크의 크롬패턴과 반전된 크롬패턴을 갖는 마스크를 사용하여 형성할 수도 있으며, 공통 게이트 전극용 마스크와 동일한 마스크를 사용하되 게이트 전극 형성시 사용하는 포토레지스트와 다른 종류의 포토레지스트를 사용하여 형성할 수도 있다. 상기 포토레지스트의 종류라 함은 노광된 부분이 현상액에 의해 제거되는 포지티브 포토레지스트 또는 노광되지 않은 부분이 현상액에 의해 제거되는 네가티브 포토레지스트를 의미한다. 상기 제1 절연막 패턴이 형성된 결과물 전면에 상기 제1 절연막 패턴에 대하여 식각 선택비를 갖는 제2 절연막을 형성하고, 이를 사진공정 및 식각공정으로 패터닝하여 PMOS 트랜지스터의 게이트 전극이 형성될 부분을 덮는 제2 절연막 패턴을 형성한다. 상기 제1 및 제2 절연막 패턴과 상기 소자분리막을 이온주입 마스크로하여 제1 도전형, 즉 P형의 불순물을 소정의 에너지로 이온주입함으로써 제1 펀치쓰루 저지영역, 즉 NMOS 트랜지스터의 펀치쓰루 저지영역을 형성한다. 상기 결과물 전면에 도전막을 형성하고, 이를 에치 백하여 제1 게이트 전극, 즉 NMOS 트랜지스터의 게이트 전극을 형성한다. 상기 제2 절연막 패턴을 제거한다. 상기 제1 절연막 패턴, 상기 제1 게이트 전극, 및 상기 소자분리막을 이온주입 마스크로하여 제2 도전형, 즉 N형의 불순물을 소정의 에너지로 이온주입함으로써 제2 게이트 전극, 즉 PMOS 트랜지스터의 펀치쓰루 저지영역을 형성한다. 상기 결과물 전면에 도전막을 형성하고 이를 에치백하여 제2 게이트 전극, 즉 PMOS 트랜지스터의 게이트 전극을 형성한다. 상기 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극은 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 공통 게이트 전극을 구성한다.In order to achieve the above technical problem, the method of manufacturing a transistor according to the present invention first forms an element isolation film defining an active region on a predetermined region of a semiconductor substrate. The device isolation layer may be formed by a trench device isolation method or a local oxidation of silicon (hereinafter referred to as LOCOS). A first insulating film is formed on the entire surface of the substrate on which the device isolation film is formed, and then patterned to form a first insulating film pattern having an inverted pattern with a common gate electrode of the NMOS transistor and the PMOS transistor. Here, the first insulating layer pattern may be formed using a mask having a chrome pattern inverted from the chrome pattern of the mask for the common gate electrode, and using the same mask as the mask for the common gate electrode, but used to form the gate electrode. It may be formed by using a photoresist different from the resist. The kind of photoresist means a positive photoresist in which the exposed part is removed by the developer or a negative photoresist in which the unexposed part is removed by the developer. A second insulating film having an etch selectivity with respect to the first insulating film pattern is formed on the entire surface of the resultant product on which the first insulating film pattern is formed, and patterned by a photo process and an etching process to cover a portion where the gate electrode of the PMOS transistor is to be formed; 2 An insulating film pattern is formed. Ion implantation of a first conductivity type, i.e., P-type impurity, with a predetermined energy, using the first and second insulating film patterns and the device isolation layer as ion implantation masks to prevent the punchthrough of the first punchthrough region, i.e., the NMOS transistor Form an area. A conductive film is formed on the entire surface of the resultant product and then etched back to form a first gate electrode, that is, a gate electrode of an NMOS transistor. The second insulating layer pattern is removed. Punching the second gate electrode, i.e., the PMOS transistor, by ion implanting a second conductive type, i.e., N-type impurities, with a predetermined energy, using the first insulating layer pattern, the first gate electrode, and the device isolation layer as an ion implantation mask. Form a through blocking area. A conductive film is formed on the entire surface of the resultant material and etched back to form a second gate electrode, that is, a gate electrode of the PMOS transistor. The first gate electrode and the second gate electrode constitute a common gate electrode of the NMOS transistor and the PMOS transistor.

본 발명에 의하면, 공통 게이트 전극과 반전된 제1 절연막 패턴을 형성한 후에 1회의 사진공정만을 사용하여 공통 게이트 전극 및 이와 자기정합된 NMOS 및 PMOS 트랜지스터의 펀치쓰루 저지영역을 형성할 수 있다. 따라서, 공정을 단순화시키면서 소오스/드레인 영역의 기생접합용량을 최소화시킬 수 있다.According to the present invention, after forming the inverted first insulating film pattern with the common gate electrode, the punch-through blocking region of the common gate electrode and the self-aligned NMOS and PMOS transistors can be formed using only one photo process. Thus, the parasitic junction capacity of the source / drain regions can be minimized while simplifying the process.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 CMOS 회로의 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터를 나타내는 레이아웃도이다.1 is a layout diagram illustrating an NMOS transistor and a PMOS transistor in a general CMOS circuit.

도 1을 참조하면, 참조번호 1은 P웰 영역을 나타내고, 참조번호 10은 N웰 영역을 나타낸다. 또한, 참조번호 3a 및 3b는 N웰 영역(10) 및 P웰 영역(1) 내에 각각 형성되는 활성영역들을 나타낸다. 여기서, 상기 N웰 영역(10) 및 P웰 영역(1)은 자기정렬 트윈 웰 형성공정에 의해 형성되어질 수 있다. 참조번호 5는 상기 활성영역(3a, 3b)을 가로지르는 공통 게이트 전극을 나타낸다. 활성영역(3a)는 PMOS 트랜지스터가 형성될 영역이고, 활성영역(3b)는 NMOS 트랜지스터가 형성될 영역이다. 여기서, N웰 영역(10)과 겹치는 공통 게이트 전극(5) 부분은 PMOS 트랜지스터의 게이트 전극 역할을 하고, P웰 영역(1)과 겹치는 공통 게이트 전극(5) 부분은 NMOS 트랜지스터의 게이트 전극 역할을 한다.Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a P well region, and reference numeral 10 denotes an N well region. Further, reference numerals 3a and 3b denote active regions formed in the N well region 10 and the P well region 1, respectively. The N well region 10 and the P well region 1 may be formed by a self-aligning twin well forming process. Reference numeral 5 denotes a common gate electrode across the active regions 3a and 3b. The active region 3a is a region where a PMOS transistor is to be formed, and the active region 3b is a region where an NMOS transistor is to be formed. Here, the portion of the common gate electrode 5 overlapping the N well region 10 serves as the gate electrode of the PMOS transistor, and the portion of the common gate electrode 5 overlapping the P well region 1 serves as the gate electrode of the NMOS transistor. do.

도 2a 내지 도 2e는 도 1의 절단선 2-2에 따라 본 발명에 따른 트랜지스터 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A through 2E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transistor according to the present invention along the cutting line 2-2 of FIG. 1.

도 2a는 P웰 영역(1) 및 소자분리막(12)을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다. 먼저, N형의 반도체기판(10)의 소정영역에 P웰 영역(1)을 형성한다. 이때, 상기 P웰 영역(1)을 제외한 반도체기판(10)은 N웰 영역의 역할을 한다. 여기서, 반도체기판(10)이 N형인 경우는 물론 P형인 경우에도 자기정렬된 트윈 웰 형성공정에 의해 P웰 영역(1) 및 N웰 영역을 형성할 수도 있다. 이어서, 상기 P웰 영역(1)이 형성된 결과물의 소정영역에 소자분리막(12)을 형성함으로써, 상기 P웰 영역(1) 및 N웰 영역(10)에 활성영역을 한정한다. 상기 소자분리막(12)은 LOCOS 방법에 의한 열산화막 또는 트렌치 소자분리방법에 의한 CVD 산화막으로 형성할 수 있다. 이때, 상기 활성영역 표면에는 얇은 패드산화막(14)이 잔존한다.2A is a cross-sectional view for describing a step of forming the P well region 1 and the device isolation layer 12. First, the P well region 1 is formed in a predetermined region of the N-type semiconductor substrate 10. At this time, the semiconductor substrate 10 except for the P well region 1 serves as an N well region. Here, the P well region 1 and the N well region may be formed by a self-aligned twin well forming process even when the semiconductor substrate 10 is N type or P type. Subsequently, an isolation region 12 is formed in a predetermined region of the resultant in which the P well region 1 is formed, thereby defining an active region in the P well region 1 and the N well region 10. The device isolation film 12 may be formed of a thermal oxide film by a LOCOS method or a CVD oxide film by a trench device isolation method. At this time, a thin pad oxide film 14 remains on the surface of the active region.

도 2b는 제1 절연막 패턴(16) 및 제2 절연막 패턴(18)을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다. 구체적으로 설명하면, 상기 소자분리막(12)이 형성된 결과물 전면에 상기 소자분리막(12)에 대해 식각 선택비를 갖는 제1 절연막, 예컨대 실리콘질화막을 형성한다. 다음에, 도 1의 공통게이트 전극(5)을 형성하기 위한 마스크의 크롬 패턴과 반전된 크롬 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 상기 제1 절연막을 패터닝함으로써, 상기 P웰 영역(1)의 활성영역 및 상기 N웰 영역(10)의 활성영역을 가로지르면서 소정의 폭을 갖는 홈이 구비된 제1 절연막 패턴(16)을 형성한다. 여기서, 상기 제1 절연막 패턴(16)을 형성하기 위하여 공통게이트 전극(5)용 마스크를 이용할 경우에는 네가티브 포토레지스트를 사용하여 제1 절연막을 패터닝할 수도 있다. 그리고, 상기 제1 절연막은 후속공정에서 형성되는 게이트 전극의 두께와 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 제1 절연막 패턴(16)이 형성된 결과물 전면에 상기 제1 절연막 패턴(16)과 식각 선택비를 갖는 제2 절연막, 예컨대 실리콘산화막을 CVD 방법으로 형성한다. 계속해서, 상기 제2 절연막을 패터닝하여 상기 N웰 영역(10) 상의 홈을 덮는 제2 절연막 패턴(18)을 형성한다. 이와 같이 제2 절연막 패턴(18)을 형성하면, 도 2b에 도시된 바와 같이 P웰 영역(1) 상의 홈이 노출된다.2B is a cross-sectional view for describing a step of forming the first insulating film pattern 16 and the second insulating film pattern 18. In detail, a first insulating layer, for example, a silicon nitride layer having an etch selectivity with respect to the device isolation layer 12 is formed on the entire surface of the resultant device on which the device isolation layer 12 is formed. Next, the first insulating layer is patterned by using a chromium pattern of a mask for forming the common gate electrode 5 of FIG. 1 and a mask having an inverted chromium pattern, thereby forming an active region of the P well region 1 and A first insulating layer pattern 16 having a groove having a predetermined width is formed while crossing the active region of the N well region 10. When the mask for the common gate electrode 5 is used to form the first insulating layer pattern 16, the first insulating layer may be patterned by using a negative photoresist. The first insulating film is preferably formed to have the same thickness as the gate electrode formed in a subsequent step. Subsequently, a second insulating film, for example, a silicon oxide film having an etching selectivity with the first insulating film pattern 16 is formed on the entire surface of the resultant on which the first insulating film pattern 16 is formed, by a CVD method. Subsequently, the second insulating film is patterned to form a second insulating film pattern 18 covering the groove on the N well region 10. When the second insulating layer pattern 18 is formed in this manner, as shown in FIG. 2B, the groove on the P well region 1 is exposed.

도 2c는 제1 펀치쓰루 저지영역(20), 제1 게이트 절연막(22), 및 제1 게이트 전극(24)을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다. 좀 더 상세히 설명하면, 상기 제1 절연막 패턴(16), 제2 절연막 패턴(18), 및 소자분리막(12)을 이온주입 마스크로하여 P형의 불순물, 예컨대 불화붕소(BF2) 이온을 60 KeV 내지 100 KeV의 에너지와 2.0 S1012내지 3.0 S1012ion atoms/㎠의 도우즈로 주입함으로써 상기 P웰 영역(1) 상의 노출된 활성영역 표면으로부터 일정깊이에 제1 펀치쓰루 저지영역(20)을 형성한다. 다음에, 상기 제1 펀치쓰루 저지영역(20)의 상부에 잔존하는 패드산화막(14)을 제거하여 그 아래의 P웰 영역(1)을 노출시킨다. 이어서, 상기 노출된 P웰 영역(1) 표면에 제1 게이트 절연막(22), 예컨대 열산화막을 형성한 다음, 그 결과물 전면에 도전막, 예컨대 폴리실리콘막을 형성한다. 계속해서, 상기 제1 절연막 패턴(16) 및 제2 절연막 패턴(18)이 노출될 때까지 상기 도전막을 에치백함으로써, 상기 P웰 영역(1) 상의 홈을 채우는 제1 게이트 전극(24)을 형성한다. 여기서, 상기 제1 게이트 전극(24)은 NMOS 트랜지스터의 게이트 전극 역할을 한다. 이와 같이 제1 펀치쓰루 저지영역(20) 및 제1 게이트 전극(24)을 형성하면, 제1 펀치쓰루 저지영역(20)과 자기정합된 제1 게이트 전극(24)을 형성할 수 있으므로 후속공정에서 형성되는 소오스/드레인 영역과 제1 펀치쓰루 저지영역(20)이 겹치는 영역의 면적을 최소화시킬 수 있다.2C is a cross-sectional view for describing a step of forming the first punch-through blocking region 20, the first gate insulating layer 22, and the first gate electrode 24. In more detail, P-type impurities such as boron fluoride (BF 2 ) ions are formed by using the first insulating film pattern 16, the second insulating film pattern 18, and the device isolation film 12 as ion implantation masks. The first punch-through blocking region 20 at a predetermined depth from the exposed active region surface on the P well region 1 by implanting with energy of KeV to 100 KeV and a dose of 2.0 S10 12 to 3.0 S10 12 ion atoms / cm 2. To form. Next, the pad oxide film 14 remaining on the upper portion of the first punch-through blocking region 20 is removed to expose the P well region 1 below it. Subsequently, a first gate insulating layer 22, for example, a thermal oxide layer is formed on the exposed P well region 1, and then a conductive layer, eg, a polysilicon layer, is formed on the entire surface of the resultant P well region 1. Subsequently, the first gate electrode 24 filling the groove on the P well region 1 is etched back by etching back the conductive layer until the first insulating layer pattern 16 and the second insulating layer pattern 18 are exposed. Form. Here, the first gate electrode 24 serves as a gate electrode of the NMOS transistor. As such, when the first punch-through blocking region 20 and the first gate electrode 24 are formed, a first gate electrode 24 self-aligned with the first punch-through blocking region 20 can be formed. The area of the region where the source / drain region and the first punch-through blocking region 20 formed in the overlap region may be minimized.

도 2d는 제2 펀치쓰루 저지영역(26) 및 제2 게이트 절연막(28)을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다. 상세히 설명하면, 상기 제2 절연막 패턴(18)을 특정 화학용액, 예컨대 인산용액으로 제거하여 N웰 영역(10) 상의 패드산화막(14)을 노출시킨다. 이어서, 상기 제1 절연막 패턴(16), 제1 게이트 전극(24), 및 소자분리막(12)을 이온주입 마스크로하여 N형의 불순물, 예컨대 인(P) 이온을 120 KeV 내지 180 KeV의 에너지와 1.5 S1012내지 2.5 S1012ion atoms/㎠의 도우즈로 주입함으로써, 상기 N웰 영역(10) 상의 노출된 활성영역 표면으로부터 일정깊이에 제2 펀치쓰루 저지영역(26)을 형성한다. 다음에, 상기 제2 펀치쓰루 저지영역(26)의 상부에 잔존하는 패드산화막(14)을 제거하여 그 아래의 N웰 영역(10)을 노출시킨다. 계속해서, 상기 노출된 N웰 영역(10) 상에 제2 게이트 절연막(28), 예컨대 열산화막을 형성한다.FIG. 2D is a cross-sectional view for describing a step of forming the second punch-through blocking region 26 and the second gate insulating layer 28. In detail, the second insulating layer pattern 18 is removed with a specific chemical solution, for example, a phosphoric acid solution, to expose the pad oxide layer 14 on the N well region 10. Subsequently, the first insulating layer pattern 16, the first gate electrode 24, and the device isolation layer 12 are used as ion implantation masks to form N-type impurities such as phosphorus (P) ions with energy of 120 KeV to 180 KeV. And 1.5 S10 12 to 2.5 S10 12 ion atoms / cm 2 dose to form a second punch-through blocking region 26 at a predetermined depth from the exposed active region surface on the N well region 10. Next, the pad oxide film 14 remaining on the second punchthrough blocking region 26 is removed to expose the N well region 10 below. Subsequently, a second gate insulating layer 28, for example, a thermal oxide layer, is formed on the exposed N well region 10.

도 2e는 공통 게이트 전극(5)을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다. 구체적으로 설명하면, 상기 제2 게이트 절연막(28)이 형성된 결과물 전면에 도전막, 예컨대 폴리실리콘막을 형성한다. 다음에, 상기 제1 절연막 패턴(16) 및 상기 제1 게이트 전극(24)이 노출될 때까지 상기 도전막을 에치백하여 상기 N웰 영역(10) 상의 제1 절연막 패턴(16)에 의해 한정된 홈을 채우는 제2 게이트 전극(30)을 형성한다. 이와 같이 형성된 제1 게이트 전극(24) 및 제2 게이트 전극(28)은 공통 게이트 전극(5)을 구성한다. 이와 같이 제2 게이트 전극(30)을 형성하면, 제2 펀치쓰루 저지영역(26)과 자기정합된 제2 게이트 전극(30)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 후속공정에서 형성되는 소오스/드레인 영역과 제2 펀치쓰루 저지영역(26)이 겹치는 영역의 면적을 최소화시킬 수 있다.2E is a cross-sectional view for explaining a step of forming the common gate electrode 5. Specifically, a conductive film, such as a polysilicon film, is formed on the entire surface of the resultant product on which the second gate insulating film 28 is formed. Next, the groove is defined by the first insulating film pattern 16 on the N well region 10 by etching back the conductive film until the first insulating film pattern 16 and the first gate electrode 24 are exposed. The second gate electrode 30 filling the gap is formed. The first gate electrode 24 and the second gate electrode 28 formed as described above constitute the common gate electrode 5. As such, when the second gate electrode 30 is formed, the second gate electrode 30 self-aligned with the second punch-through blocking region 26 may be formed. Accordingly, it is possible to minimize the area of the region where the source / drain regions and the second punch-through blocking region 26 formed in a subsequent process overlap.

이어서, 도시하지는 않았지만 상기 제1 절연막 패턴(16)을 제거하고 상기 공통게이트 전극(5) 양 옆의 활성영역에 소오스/드레인 영역을 형성함으로써 본 발명에 따른 트랜지스터를 완성한다.Subsequently, although not shown, the transistor according to the present invention is completed by removing the first insulating layer pattern 16 and forming source / drain regions in the active regions adjacent to the common gate electrode 5.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 당업자의 수준에서 그 변형 및 개량이 가능하다. 예를 들면, 상기 제2 펀치쓰루 저지영역, 제2 게이트 절연막, 및 제2 게이트 전극을 형성한 후에 상기 제1 펀치쓰루 저지영역, 제1 게이트 절연막, 및 제1 게이트 전극을 형성할 수도 있다.The present invention is not limited to the above embodiments, and modifications and improvements are possible at the level of those skilled in the art. For example, after forming the second punch through blocking region, the second gate insulating film, and the second gate electrode, the first punch through blocking region, the first gate insulating film, and the first gate electrode may be formed.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, CMOS 집적회로를 구성하는 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터를 제조하는 데 있어서, 게이트 전극 영역을 한정하는 제1 절연막 패턴을 형성한 후에 1회의 패터닝공정만을 사용하여 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 공통 게이트 전극 아래에 상기 공통게이트 전극과 자기정합된 펀치쓰루 저지영역을 형성할 수 있다. 이에 따라, 간단한 공정으로 소오스/드레인 영역의 기생용량을 최소화시킬 수 있는 트랜지스터를 구현할 수 있다.As described above, according to the present invention, in the manufacture of the NMOS transistor and the PMOS transistor constituting the CMOS integrated circuit, after forming the first insulating film pattern defining the gate electrode region, the NMOS transistor and A punchthrough blocking region self-aligned with the common gate electrode may be formed under the common gate electrode of the PMOS transistor. Accordingly, a transistor capable of minimizing the parasitic capacitance of the source / drain regions can be implemented in a simple process.

Claims (7)

반도체기판의 표면에 P웰 영역 및 N웰 영역을 형성하는 단계;Forming a P well region and an N well region on a surface of the semiconductor substrate; 상기 결과물의 소정영역 표면에 상기 P웰 영역 및 상기 N웰 영역 내에 활성영역을 한정하는 소자분리막을 형성하는 단계;Forming an isolation layer defining an active region in the P well region and the N well region on a surface of a predetermined region of the resultant; 상기 P웰 영역에 한정된 활성영역 및 상기 N웰 영역에 한정된 활성영역을 가로지르면서 소정의 폭을 갖는 홈을 구비하는 제1 절연막 패턴을 형성하는 단계;Forming a first insulating layer pattern having a groove having a predetermined width while crossing an active region defined in the P well region and an active region defined in the N well region; 상기 N웰 영역 상의 홈을 덮는 제2 절연막 패턴을 형성하는 단계;Forming a second insulating film pattern covering a groove on the N well region; 상기 P웰 영역 상의 홈에 의해 노출된 활성영역의 표면 아래에 상기 P웰 영역의 농도보다 높은 농도를 갖는 제1 펀치쓰루 저지영역을 선택적으로 형성하는 단계;Selectively forming a first punchthrough blocking region below the surface of the active region exposed by the groove on the Pwell region, the first punchthrough blocking region having a concentration higher than that of the Pwell region; 상기 P웰 영역 상의 홈을 채우는 제1 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a first gate electrode filling a groove on the P well region; 상기 제2 절연막 패턴을 제거함으로써 상기 N웰 영역 상의 홈을 노출시키는 단계;Exposing a groove on the N well region by removing the second insulating layer pattern; 상기 N웰 영역 상의 홈에 의해 노출된 활성영역의 표면 아래에 상기 N웰 영역의 농도보다 높은 농도를 갖는 제2 펀치쓰루 저지영역을 형성하는 단계; 및Forming a second punchthrough blocking region below the surface of the active region exposed by the groove on the N well region, the second punchthrough blocking region having a concentration higher than that of the N well region; And 상기 N웰 영역 상의 홈을 채우는 제2 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터 제조방법.Forming a second gate electrode filling the groove on the N well region. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연막 패턴은 실리콘질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein the first insulating layer pattern is formed of a silicon nitride layer. 제1항에 있어서, 상기 제2 절연막 패턴은 실리콘산화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein the second insulating layer pattern is formed of a silicon oxide layer. 제1항에 있어서, 상기 제1 게이트 전극을 형성하는 단계는The method of claim 1, wherein the forming of the first gate electrode is performed. 상기 제1 펀치쓰루 저지영역이 형성된 결과물 전면에 도전막을 형성하는 단계; 및Forming a conductive film on an entire surface of the resultant product in which the first punch-through blocking region is formed; And 상기 제1 절연막 패턴이 노출될 때까지 상기 도전막을 에치백함으로써 상기 P웰 영역 상의 홈을 채우는 제1 게이트 전극을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랜지스터 제조방법.Forming a first gate electrode filling a groove on the P well region by etching back the conductive layer until the first insulating layer pattern is exposed. 제4항에 있어서, 상기 도전막은 폴리실리콘막인 것을 특징으로 하는 트랜지스터 제조방법.The method of claim 4, wherein the conductive film is a polysilicon film. 제1항에 있어서, 상기 제2 게이트 전극을 형성하는 단계는The method of claim 1, wherein the forming of the second gate electrode is performed. 상기 제2 펀치쓰루 저지영역이 형성된 결과물 전면에 도전막을 형성하는 단계; 및Forming a conductive film on an entire surface of the resultant product in which the second punch-through blocking region is formed; And 상기 제1 절연막 패턴이 노출될 때까지 상기 도전막을 에치백함으로써 상기 N웰 영역 상의 홈을 채우는 제2 게이트 전극을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랜지스터 제조방법.And forming a second gate electrode filling the groove on the N well region by etching back the conductive layer until the first insulating layer pattern is exposed. 제6항에 있어서, 상기 도전막은 폴리실리콘막인 것을 특징으로 하는 트랜지스터 제조방법.The method of claim 6, wherein the conductive film is a polysilicon film.
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