KR19990002279A - 반도체 소자의 저접합 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기적 특성을 향상시키는데 적당한 반도체 소자의 저접합 형성방법에 관한 것으로서, 반도체 소자의 P⁺/N 저접합을 형성하기 위해 BF₂이온을 주입하여 반도체 소자의 저접합 형성방법에 있어서, 실리콘 기판의 준비하는 단계와, 상기 실리콘 기판의 표면에 95~150Å 두께로 절연막을 형성하는 단계와, 그리고 상기 절연막의 전면에 10~15keV 이온주입에너지로 BF₂를 주입하여 P⁺/N 접합을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.

Description

반도체 소자의 저접합 형성방법

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로 특히, 반도체 소자의 저접합 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 소자의 최소선폭등이 급격히 감소하고 있다. 이러한 추세는 비단 선폭뿐만 아니라 웨이퍼에 도핑(Doping)하는 접합깊이에도 커다런 영향을 미친다.

집적도가 64M, 256M 및 1G로 증가되면서 트랜지스터의 소오스/드레인(Source/Drain)의 접합깊이는 0.18, 0.15, 및 0.12㎛이하로 감소하여 저접합을 이루게 되었다.

그리고 이러한 저접합을 이루는 방법으로 낮은 에너지(Low Energy)이온주입, 높은(Elevated) 소오스/드레인, 실리사이드(Silicide)공정, 사전비정질화 등이 있다.

상기와 같은 저접합을 이루는 방법중 높은 소오스/드레인과 실리사이드공정 및 사전비정질화는 공정이 복잡한 단점이 있다.

반면에 낮은 에너지 이온주입 기술에 의한 저접합 형성기술은 공정이 단순한 장점이외에 전기적 특성도 유리하다고 알려져 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 반도체 소자의 저접합 형성방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 반도체 소자의 저접합 형성을 위한 BF₂이온주입시 B 및 F의 농도분포를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 산화막이 존재하는 경우 저접합 형성을 위한 BF₂이온주입시 B 및 F의 농도분포를 나타낸 도면이다.

종래에 보통 n⁺/p 저접합을 얻기위해서는 비소(As) 이온주입을 실시하는데 상기 As의 경우 메스(Mass)가 크기 때문에 저접합 형성이 용이하다.

그러나 p⁺/n 저접합은 B 또는 BF₂이온주입에 의해 형성하는데 이들 이온의 메스가 작기 때문에 기판내에 깊게 주입되어 저접합 형성에 불리하다.

특히, BF₂의 경우 B에 비하여 메스가 크기 때문에 저접합을 형성할 수 있으나 F에 의한 격자결함과 버블(Bubble) 발생이 커다런 문제점이다.

이와같은 저접합을 얻으면서도 F에 의한 데미지(Damage)를 줄이기 위해서는 1~2keV 가량의 B 단독 이온주입이 필요하다.

도 1에서와 같이 일정한 에너지의 BF₂이온주입시 B의 피크(Peak)는 F에 비하여 깊이 방향으로 깊게 위치한다. 이와 같이 다량 주입된 F는 실리콘 기판에 데미지가 발생하고, 열처리시 버블(Bubble) 현상이 발생한다.

이어, 도 2에 도시한 바와같이 실리콘 기판의 표면에 산화막이 존재하는 경우에는 산화막의 두께나 BF₂이온주입에너지를 조절하는 경우 선택적으로 F가 실리콘 기판내로의 유입을 방지할 수는 있으나 산화막(Oxide)의 두께 만큼 접합(Junction)의 깊이를 감소시키게 된다.

여기서 실리콘 기판의 표면에 얇은 산화막을 형성한 후, 이온주입을 실시하고, 상기 산화막의 기능은 오염방지 및 채널의 최소화인데 상기 산화막 두께에 관한 최적화는 크게 요구되지 않았다.

그러나 이와같은 종래의 반도체 소자의 저접합 형성방법에 있어서 저에너지 이온주입기의 최소 이온주입에너지는 약 10keV인데 B단독 이온주입을 위해서는 1~2keV가량의 이온주입에너지가 필요하기 때문에 새로운 장비의 도입을 필요로하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 산화막의 두께와 BF₂이온주입에너지를 상호조절함으로써 저접합 형성에 용이하고 전기적 특성을 향상시키도록 한 반도체 소자의 저접합 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 반도체 소자의 저접합 형성을 위한 BF₂이온주입시 B 및 F의 농도분포를 나타낸 도면

도 2는 종래의 산화막이 존재하는 경우 저접합 형성을 위한 BF₂이온주입시 B 및 F의 농도분포를 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 의한 반도체 소자의 저접합 형성을 위한 BF₂이온주입에너지에 따라 요구되는 산화막 두께를 나타낸 도면

도 4는 본 발명의 산화막을 최적화한 경우 BF₂이온주입에너지에 따른 접합 누설전류 밀도 변화를 나타낸 도면

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체 소자의 저접합 형성방법은 반도체 소자의 P⁺/N 저접합을 형성하기 위해 BF₂이온을 주입하여 반도체 소자의 저접합 형성방법에 있어서, 실리콘 기판의 준비하는 단계와, 상기 실리콘 기판의 표면에 95~150Å 두께로 절연막을 형성하는 단계와, 그리고 상기 절연막의 전면에 10~15keV 이온주입에너지로 BF₂를 주입하여 P⁺/N 접합을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 반도체 소자의 저접합 형성방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 반도체 소자의 저접합 형성을 위한 BF₂이온주입에너지에 따라 요구되는 산화막 두께를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 산화막을 최적화한 경우 BF₂이온주입에너지에 따른 접합 누설전류 밀도 변화를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와같이 BF₂이온주입에너지에 따라 실리콘 기판의 표면에 형성된 산화막내에서 B의 피크가 F에 비하여 깊게 형성된다.

만약, 10keV 이온주입에너지로 BF₂이온주입시 산화막은 약 95Å 두께를 사용하면 F가 상기 실리콘 기판내의 유입을 감소시킨다.

도 4에 도시한 바와같이 실리콘 기판의 표면상에 산화막 두께를 150Å 미만으로 형성하여 이온주입에너지를 낮춤에 따라 접합 누설전류가 증가하나 15keV의 이온주입에너지에서는 다시 감소하게 된다.

즉, 산화막의 두께와 이온주입에너지가 적절하게 조절되는 경우 전기적 특성이 우수한 접합을 형성 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 의한 반도체 소자의 저접합 형성방법에 있어서 산화막의 두께와 이온주입에너지 최적화를 통해서 P⁺/n 저접합의 형성이 가능하고, 접합의 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 반도체 소자의 P⁺/N 저접합을 형성하기 위해 BF₂이온을 주입하여 반도체 소자의 저접합 형성방법에 있어서,

   실리콘 기판의 준비하는 단계;

   상기 실리콘 기판의 표면에 95~150Å 두께로 절연막을 형성하는 단계; 그리고

   상기 절연막의 전면에 10~15keV 이온주입에너지로 BF₂를 주입하여 P⁺/N 접합을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 하는 반도체 소자의 저접합 형성방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 절연막을 95Å 두께로 형성할 때 BF₂의 이온주입에너지는 10keV로 주입함을 특징으로 하는 반도체 소자의 저접합 형성방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 절연먹의 두께가 150Å미만일 때 이온주입에너지는 15keV로 주입함을 특징으로 하는 반도체 소자의 저접합 형성방법.