KR19990004943A - Transistor Formation Method With Low Doping Drain Structure - Google Patents

Transistor Formation Method With Low Doping Drain Structure Download PDF

Info

Publication number
KR19990004943A
KR19990004943A KR1019970029103A KR19970029103A KR19990004943A KR 19990004943 A KR19990004943 A KR 19990004943A KR 1019970029103 A KR1019970029103 A KR 1019970029103A KR 19970029103 A KR19970029103 A KR 19970029103A KR 19990004943 A KR19990004943 A KR 19990004943A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ion implantation
region
forming
low concentration
semiconductor substrate
Prior art date
Application number
KR1019970029103A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이인찬
Original Assignee
김영환
현대전자산업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김영환, 현대전자산업 주식회사 filed Critical 김영환
Priority to KR1019970029103A priority Critical patent/KR19990004943A/en
Publication of KR19990004943A publication Critical patent/KR19990004943A/en

Links

Abstract

1. 청구 범위에 기재된 발명이 속한 기술 분야1. The technical field to which the invention described in the claims belongs

반도체 제조 분야에 관한 것임.Regarding the field of semiconductor manufacturing.

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제2. Technical problem to be solved by the invention

저농도 도핑 드레인 영역을 완전히 덮는 게이트를 소자의 크기 따라 공정 제약을 받지 않고 비교적 간단한 공정으로 형성할 수 있는 저농도 도핑 드레인 구조를 갖는 트랜지스터 형성 방법을 제공하고자 한다.A method of forming a transistor having a low concentration doped drain structure in which a gate completely covering a low concentration doped drain region can be formed in a relatively simple process without process limitation depending on the size of the device is provided.

3. 발명의 해결 방법의 요지3. Summary of the Solution of the Invention

이온주입 방지막을 식각하여 저농도 도핑 영역 및 채널이 형성될 영역만을 노출하는 홀을 형성하고 저농도 도핑 드레인 영역을 형성한 다음 홀 측벽에 전도막으로 스페이서를 형성하고 이온주입으로 채널 영역을 형성한 후 홀을 전도막으로 매립하고 이온주입 방지막을 제거하여 게이트 전극을 형성한다.The ion implantation prevention layer is etched to form a hole exposing only a low concentration doped region and a region where a channel is to be formed, a low concentration doped drain region is formed, a spacer is formed on the sidewall of the hole with a conductive film, and a channel region is formed by ion implantation. Is embedded with a conductive film and the ion implantation prevention film is removed to form a gate electrode.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

반도체 장치 제조에 이용됨Used to manufacture semiconductor devices

Description

저농도 도핑 드레인 구조를 갖는 트랜지스터 형성 방법Transistor Formation Method With Low Doping Drain Structure

본 발명은 반도체 장치 제조 방법에 관한 것으로 특히, 저농도 도핑 드레인(lightly doped drain) 구조를 갖는 트랜지스터의 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a transistor having a lightly doped drain structure.

반도체 장치가 고집적화 되어 감에 따라 트랜지스터의 채널 길이가 줄어들고 있다. 트랜지스터의 채널 길이가 2 ㎛ 이하일 경우 고온캐리어(hot carrier) 효과로 인하여 소자의 특성 저하가 나타난다. 소자의 크기가 감소함에 따라 소자의 채널의 길이가 짧아지고 소오스 영역과 드레인 영역이 가까이 형성되어 장벽을 넘는 고온캐리어들이 산화막에 포획되어 문턱전압과 전압-전류 특성을 변화시킨다. 고온캐리어 효과는 소오스 및 드레인 영역의 도핑 농도를 줄임으로써, 즉 접합의 전계가 적어지게 함으로써 줄일 수 있다. 그러나, 소오스와 드레인 영역의 도핑을 적게 하는 것은 접촉 저항이 증가하는 문제점이 있다.As semiconductor devices become more integrated, the channel length of transistors is decreasing. If the channel length of the transistor is 2 μm or less, deterioration of the device may occur due to a hot carrier effect. As the size of the device decreases, the channel length of the device shortens, and the source region and the drain region are formed close to each other, so that high temperature carriers crossing the barrier are trapped in the oxide film to change the threshold voltage and voltage-current characteristics. The high temperature carrier effect can be reduced by reducing the doping concentration in the source and drain regions, i.e., by making the electric field of the junction less. However, reducing the doping of the source and drain regions has a problem of increasing contact resistance.

이러한 문제점을 해결하기 저농도 도핑 드레인(lightly doped drain)과 같은 변형된 드레인 구조를 사용하여 드레인으로 가하여지는 전압을 줄여서 전계를 감소시킨다. 저도핑 드레인(lightly doped drain, LDD)인 구조는 두 가지 도핑 준위를 이용한다. 즉, 고농도의 소오스 및 드레인 영역과 채널에 인접한 저농도 영역으로 구성된다. 저농도 도핑 드레인 구조는 드레인과 채널 영역 사이의 전계를 감소시켜 고온캐리어가 산화막으로 주입되는 것을 막는다.To solve this problem, a modified drain structure, such as a lightly doped drain, is used to reduce the electric field applied to the drain to reduce the electric field. Lightly doped drain (LDD) structures utilize two doping levels. That is, it consists of a high concentration source and drain region and a low concentration region adjacent to the channel. The low concentration doped drain structure reduces the electric field between the drain and the channel region to prevent hot carriers from being injected into the oxide film.

저농도 도핑 드레인 구조는 여러 가지 유형이 있는데 역티자형 게이트 저농도 도핑 드레인 (inversed T gate LDD) 반도체 트랜지스터는 게이트 저농도 도핑 드레인 영역이 게이트 전극 폭을 벗어나지 않도록 형성되어 높은 전기장에서 소자의 수명을 향상시킬 수 있으며 구동 전류 특성을 향상시킬 수 있다.There are several types of low concentration doped drain structures: Inverted-type gate inversed T gate LDD semiconductor transistors are formed so that the gate low concentration doped drain region does not exceed the gate electrode width, which can improve device lifetime in high electric fields. Drive current characteristics can be improved.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 역티자형 게이트 저농도 도핑 드레인 반도체 트랜지스터를 형성 방법을 설명한다.Hereinafter, a method for forming an inverted-type gate low concentration doped drain semiconductor transistor according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도1a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(10) 상에 게이트 절연막(11) 및 게이트 전극을 형성하기 위한 폴리실리콘막(12)을 형성하고 선택식각하여 직사각형의 게이트 전극을 형성한다. 이어서 상기 폴리실리콘막(12)에 폴리실리콘막의 일부를 선택 식각하기 위한 감광막 패턴(13)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a polysilicon film 12 for forming a gate insulating film 11 and a gate electrode is formed on the semiconductor substrate 10, and selectively etched to form a rectangular gate electrode. Subsequently, a photosensitive film pattern 13 for selectively etching a portion of the polysilicon film is formed on the polysilicon film 12.

다음으로, 도1b에 도시한 바와 같이 상기 감광막 패턴(13)을 식각 방지막으로 상기 폴리실리콘막(12)의 일부를 식각하여 역티자형 게이트 전극을 형성한다. 이어서, 저농도 도핑 영역(14)을 형성하기 위하여 이온 주입 공정을 실시한다.Next, as shown in FIG. 1B, a portion of the polysilicon layer 12 is etched using the photoresist pattern 13 as an etch stop layer to form an inverted tee type gate electrode. Subsequently, an ion implantation process is performed to form the lightly doped region 14.

다음으로, 도1c에 도시한 바와 같이 상기 역티자형 게이트 전극 상에 측벽 산화막(15)을 형성하고 고농도 이온주입을 실시하여 소오스 및 드레인의 고농도 도핑 영역(16)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1C, a sidewall oxide film 15 is formed on the inverted tee-type gate electrode and a high concentration ion implantation is performed to form a high concentration doped region 16 of a source and a drain.

상기와 같이 이루어지는 저농도 도핑 드레인 영역을 게이트 전극으로 완전히 덮기 위한 종래 기술은 공정이 복잡하고 게이트 전극 폭의 축소 따라 공정 제약이 있다. 또한, 역티자형 게이트 전극을 형성하기 위하여 일정 두께의 폴리실리콘막을 제거하는 단계는 공정 제어 측면에서 문제점이 있다.The prior art for completely covering the low concentration doped drain region formed as described above with the gate electrode is complicated in the process and there are process limitations due to the reduction of the gate electrode width. In addition, the step of removing the polysilicon film having a predetermined thickness to form an inverted tee-type gate electrode has a problem in terms of process control.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 공정이 비교적 간단하며 공정에 의하여 게이트 전극의 축소 제약 문제를 유발하지 않는 저농도 도핑 드레인 영역을 완전히 덮을 수 있는 트랜지스터 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention devised to solve the above problems is to provide a method for forming a transistor which can completely cover a low concentration doped drain region which is relatively simple in processing and does not cause reduction constraints of the gate electrode by the process. .

도1a 내지 도1c는 종래 기술에 따른 저농도 도핑 드레인 구조를 갖는 트랜지스터 형성 공정 단면도.1A to 1C are cross-sectional views of a transistor forming process having a lightly doped drain structure according to the prior art.

도2a 내지 도2d는 본 발명의 일실시예에 따른 저농도 도핑 드레인 구조를 갖는 트랜지스터 형성 공정 단면도.2A through 2D are cross-sectional views of a transistor forming process having a lightly doped drain structure according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명* Description of the main parts of the drawing

10, 20: 반도체 기판11, 21: 게이트 절연막10, 20: semiconductor substrate 11, 21: gate insulating film

12, 26: 폴리실리콘막13: 감광막 패턴12 and 26 polysilicon film 13: photosensitive film pattern

14, 23: 저농도 도핑 영역15: 측벽 산화막14, 23: lightly doped region 15: sidewall oxide film

16, 27: 고농도 도핑 영역24: 스페이서16, 27: heavily doped region 24: spacer

22: 질화막25: 채널 영역22 nitride layer 25 channel region

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 트랜지스터 형성 방법에 있어서, 반도체 기판 상에 게이트 절연막을 형성하고, 이온주입 방지막 패턴을 형성하는 제1단계; 상기 반도체 기판의 활성영역에 이온 주입 공정을 실시하여 저농도 도핑 영역을 형성하는 제2단계; 상기 제2단계가 완료된 반도체 기판 상부에 제1 전도막을 증착하고 전면 식각하여 상기 이온주입 방지막 패턴의 측벽에 스페이서를 형성하여 상기 저농도 도핑 영역의 일부를 노출하는 제3단계; 상기 제3단계에서 노출된 상기 저농도 도핑 영역에 문턱전압을 조절하기 위한 이온 주입 공정을 실시하는 제4단계; 상기 제4단계가 완료된 반도체 기판 상부에 제2 전도막을 증착하고 상기 이온 주입 방지막 패턴이 노출되도록 에치백하는 제5단계; 상기 이온주입 방지막을 제거하는 제6단계; 및 상기 제6단계가 완료된 반도체 기판에 고농도 이온주입 공정을 실시하여 소오스 및 드레인 영역을 형성하는 제7단계를 포함하여 이루어진다.In accordance with another aspect of the present invention, a transistor forming method includes: forming a gate insulating film on a semiconductor substrate and forming an ion implantation prevention film pattern; A second step of forming a lightly doped region by performing an ion implantation process on an active region of the semiconductor substrate; A third step of depositing a first conductive layer on the semiconductor substrate on which the second step is completed and etching the entire surface to form a spacer on a sidewall of the ion implantation prevention film pattern to expose a portion of the lightly doped region; A fourth step of performing an ion implantation process for adjusting a threshold voltage on the lightly doped region exposed in the third step; A fifth step of depositing a second conductive film on the semiconductor substrate on which the fourth step is completed and etching back to expose the ion implantation prevention film pattern; A sixth step of removing the ion implantation prevention film; And a seventh step of forming a source and a drain region by performing a high concentration ion implantation process on the semiconductor substrate on which the sixth step is completed.

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

도2a 내지 도2d는 본 발명의 일실시예에 따른 저농도 도핑 드레인 구조를 갖는 반도체 트랜지스터 형성 공정 단면도이다.2A through 2D are cross-sectional views illustrating a process of forming a semiconductor transistor having a lightly doped drain structure according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도2a에 도시한 바와 같이 NMOS 트랜지스터를 제조하기 위하여 소정의 하부층이 형성된 반도체 기판(10) 상에 산화막(21) 및 질화막(22)을 형성하고 상기 질화막(22)을 선택 식각하여 저농도 도핑 드레인 영역 및 채널이 형성될 영역(a)의 질화막을 제거한다. 이어서, 저농도 도핑 영역(23)을 형성하기 위하여 이온주입 공정을 실시한다.First, as shown in FIG. 2A, an oxide film 21 and a nitride film 22 are formed on a semiconductor substrate 10 on which a predetermined lower layer is formed to fabricate an NMOS transistor, and the nitride film 22 is selectively etched to form low concentration doping. The nitride film of the region a where the drain region and the channel are to be formed is removed. Subsequently, an ion implantation process is performed to form the lightly doped region 23.

다음으로, 도2b에 도시한 바와 같이 전체 구조에 폴리실리콘막을 증착하고 전면 식각하여 상기 질화막의 측벽에 스페이서(24)를 형성한다. 폴리실리콘막의 두께에 따라 스페이서의 폭이 달라지므로 임의대로 저농도 도핑 드레인 영역의 크기를 조절할 수 있다. 이어서 채널(channel, 25)을 형성하기 위한 이온주입 공정을 실시한다.Next, as shown in FIG. 2B, a polysilicon film is deposited on the entire structure and etched to form a spacer 24 on the sidewall of the nitride film. Since the width of the spacer varies according to the thickness of the polysilicon film, the size of the lightly doped drain region may be arbitrarily adjusted. Subsequently, an ion implantation process for forming a channel 25 is performed.

다음으로, 도2c에 도시한 바와 같이 전체 구조에 폴리실리콘막(26)을 증착하고 에치백하여 상기 질화막(22)을 노출한다.Next, as shown in FIG. 2C, the polysilicon film 26 is deposited and etched back on the entire structure to expose the nitride film 22.

다음으로, 도2d에 도시한 바와 같이 상기 질화막(22)을 제거하고 이온주입을 실시하여 소오스 및 드레인의 고농도 도핑 영역(27)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2D, the nitride film 22 is removed and ion implantation is performed to form a highly doped region 27 of the source and drain.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the technical field of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 비교적 간단한 공정으로 저농도 도핑 드레인 영역을 완전히 덮는 게이트 전극 형성이 가능하고 또한 저농도 도핑 영역의 크기 조절이 자유로워서 미세 채널 길이를 소자의 제작이 용이하다.According to the present invention, the gate electrode can be formed to completely cover the low concentration doped drain region in a relatively simple process, and the size of the low concentration doped region can be freely adjusted to facilitate the fabrication of a device having a fine channel length.

Claims (3)

반도체 기판 상에 게이트 절연막을 형성하고, 이온주입 방지막 패턴을 형성하는 제1단계;Forming a gate insulating film on the semiconductor substrate and forming an ion implantation prevention film pattern; 상기 반도체 기판의 활성영역에 이온 주입 공정을 실시하여 저농도 도핑 영역을 형성하는 제2단계;A second step of forming a lightly doped region by performing an ion implantation process on an active region of the semiconductor substrate; 상기 제2단계가 완료된 반도체 기판 상부에 제1 전도막을 증착하고 전면 식각하여 상기 이온주입 방지막 패턴의 측벽에 스페이서를 형성하여 상기 저농도 도핑 영역의 일부를 노출하는 제3단계;A third step of depositing a first conductive layer on the semiconductor substrate on which the second step is completed and etching the entire surface to form a spacer on a sidewall of the ion implantation prevention film pattern to expose a portion of the lightly doped region; 상기 제3단계에서 노출된 상기 저농도 도핑 영역에 문턱전압을 조절하기 위한 이온 주입 공정을 실시하는 제4단계;A fourth step of performing an ion implantation process for adjusting a threshold voltage on the lightly doped region exposed in the third step; 상기 제4단계가 완료된 반도체 기판 상부에 제2 전도막을 증착하고 상기 이온 주입 방지막 패턴이 노출되도록 에치백하는 제5단계;A fifth step of depositing a second conductive film on the semiconductor substrate on which the fourth step is completed and etching back to expose the ion implantation prevention film pattern; 상기 이온주입 방지막을 제거하는 제6단계; 및A sixth step of removing the ion implantation prevention film; And 상기 제6단계가 완료된 반도체 기판에 고농도 이온주입 공정을 실시하여 소오스 및 드레인 영역을 형성하는 제7단계를 포함하여 이루어지는 트랜지스터 형성 방법.And a seventh step of forming a source and a drain region by performing a high concentration ion implantation process on the semiconductor substrate on which the sixth step is completed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이온주입 방지막을 질화막으로 형성하는 트랜지스터 형성 방법.And forming the nitride implantation prevention film as a nitride film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 전도막을 폴리실리콘막으로 형성하는 트랜지스터 형성 방법.And forming the first and second conductive films as polysilicon films.
KR1019970029103A 1997-06-30 1997-06-30 Transistor Formation Method With Low Doping Drain Structure KR19990004943A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970029103A KR19990004943A (en) 1997-06-30 1997-06-30 Transistor Formation Method With Low Doping Drain Structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970029103A KR19990004943A (en) 1997-06-30 1997-06-30 Transistor Formation Method With Low Doping Drain Structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR19990004943A true KR19990004943A (en) 1999-01-25

Family

ID=65987981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970029103A KR19990004943A (en) 1997-06-30 1997-06-30 Transistor Formation Method With Low Doping Drain Structure

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR19990004943A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100753121B1 (en) * 2001-06-30 2007-08-30 주식회사 하이닉스반도체 Method of fabricating transistor using trench gate
WO2023003210A1 (en) * 2021-07-20 2023-01-26 삼성디스플레이 주식회사 Display device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100753121B1 (en) * 2001-06-30 2007-08-30 주식회사 하이닉스반도체 Method of fabricating transistor using trench gate
WO2023003210A1 (en) * 2021-07-20 2023-01-26 삼성디스플레이 주식회사 Display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100628250B1 (en) Semiconductor device for using power and method for fabricating the same
US7473978B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR0177785B1 (en) Transistor with offset structure and method for manufacturing the same
KR100752194B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100464534B1 (en) A transistor of a semiconductor device and A method for forming the same
KR100272528B1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR19980020943A (en) Insulation tunneling transistor and manufacturing method thereof
KR20080003556A (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
KR100232197B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR0183785B1 (en) Method of manufacturing mos transistor
KR19990004943A (en) Transistor Formation Method With Low Doping Drain Structure
KR100308652B1 (en) Structure of transistor provided with triple-gate an method of forming the same
KR100498592B1 (en) Most transistors and manufacturing method thereof
KR100359773B1 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100304974B1 (en) Method for manufacturing mos transistor
KR100273688B1 (en) MOSFET and method for forming the same
KR19980053138A (en) Mask ROM Coding Method
KR100202642B1 (en) Method for manufacturing mos transistor
KR100242378B1 (en) Manufacturing method of gate for a field effect transistor
KR940010926B1 (en) Mosfet and manufacturing method thereof
KR0172763B1 (en) Tft and its manufacturing method
KR20010005300A (en) Forming method for non-symmetrical transistor of semiconductor device
KR100215858B1 (en) Method for coating mask rom
KR100414231B1 (en) Method of fabricating semiconductor device
KR0127691B1 (en) Method of manufacturing transistor

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination