KR19990006074A - 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 실리콘 기판상에 산화막을 형성하기 전 단계에서, 실리콘 기판내로 불활성 가스를 주입하여 실리콘 기판의 계면에 차단막을 형성하고, 산화막 형성을 위한 수소와 산소가스를 주입한 다음, 산화막을 성장시키고 그 후 질소가스 분위기로 일정시간 열처리하는 공정을 진행함에 의해 실리콘 기판 계면상에 비정질의 에피층의 차단막을 형성시킴으로써, 수소 이온의 실리콘 기판내로 침투되는 것을 방지하여 필드 언버젼에 의한 누설전류를 방지할 수 있고, 또한 대기중이나 웨이퍼 세정액속에 녹아 있는 알칼리 이온들이 실리콘 계면으로 침투하여 들어가 소수 캐리어의 수명을 단축시키고, 접합에서의 누설전류를 증대시키는 현상을 방지함으로써 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 소자의 제조방법

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 산화막 형성시 파생되는 수소이온의 침투를 방지시켜 메모리소자의 제조수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조를 위한 종래의 공정에 있어서, 이온 주입시 발생되는 실리콘 계면의 스트레스나 크랙 또는 주입된 이온의 아웃 디퓨젼(Out Diffusion)되는 것을 방지시키거나 절연막을 형성하기 위해 산화막을 형성한다.

이 때 상기 산화막 형성시 산소와 수소가스가 들어가 하부의 실리콘 기판과 반응하여 산화막을 형성하는 데, 이 경우 수소이온이 산화막 형성시 촉매역할을 수행하지만 잔류 수소 이온들이 형성되는 산화막 하부층을 통과하여 실리콘 계면 아래로 침투하여 들어가 필드 인버젼(Field Inversion)에 의한 누설전류를 발생시켜 문턱전압 특성을 변화시켜 결국은 반도체 소자의 제조수율 및 특성을 저하시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 산화막 형성시, 산소와 수소가스를 주입하기 전 단계에서 먼저 불활성가스를 먼저 주입하여 실리콘 계면위에 비정질의 에피층을 형성시킴으로써 산화막 형성을 위한 가스 주입시 실리콘 계면으로의 이온침투를 방지하여 반도체 소자의 제조수율 및 소자 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 방법에 따라 실리콘 기판상에 산화막을 형성하기 위한 제조 공정도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실리콘 기판 2 : 차단막(비정질의 에피층) 3 : 산화막

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은,

실리콘 기판상에 산화막을 형성하기 위한 반도체 소자의 제조방법에 있어서,

상기 산화막을 형성하기 전에, 실리콘 기판내로 불활성 가스를 주입하여 실리콘 기판의 계면에 차단막을 형성하는 단계와,

산화막 형성을 위한 수소와 산소가스를 주입하는 단계와,

산화막 성장 후, 질소가스 분위기로 일정시간 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대한 상세한 설명을 하기로 한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 방법에 따른 반도체 소자의 제조공정단계를 도시한 단면도이다.

본 발명의 방법은 실리콘 기판의 상부에 산화막을 형성할 시 먼저 불활성 가스 예컨데, Ar, N₂등의 불활성 가스를 기판내로 투입시켜 실리콘 기판 계면에 비정질의 에피층(2)을 형성시키는 초기공정과, 그 후 원하는 산화막을 형성시키기 위해 산소와 수소가스를 주입하는 후속공정으로 나누어지며, 이 때 상기의 모든 공정은 하나의 확산도에서 순차적으로 진행된다.

도 1을 참조하면, 먼저 실리콘 기판(1)내로 불활성 가스를 주입하여 비정질의 에피층(2)을 형성한다.

도 2를 참조하면, 산화막을 형성하기 위해 산소와 수소가스를 주입하여 산화막(3)을 형성시킨다. 이때 반응촉매로 사용하는 수소가스가 실리콘 계면으로 침투되는 것을 앞서 형성된 비정질의 에피층(2)에서 포획한다.

다음 산화막(3)이 완전히 성장한 후 질소가스 분위기로 10분간 어닐링하여 에피층(2)에 포획된 수소가스나 알칼리 이온등을 완전히 중성화하여 배출구로 받아낸다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 산화막 형성시 산소와 수소가스의 주입전 불활성 가스를 먼저 주입함으로 실리콘 기판 계면 위에 비정질의 에피층을 형성시킴으로써, 수소 이온의 실리콘 기판내로 침투되는 것을 방지하여 필드 언버젼에 의한 누설전류를 방지할 수 있고, 또한 대기중이나 웨이퍼 세정액속에 녹아 있는 알칼리 이온 예컨데, Na, Li, K와 같은 이온들이 실리콘 계면으로 침투하여 들어가 소수 캐리어의 수명을 단축시키고, 접합에서의 누설전류를 증대시키는 현상을 방지함으로써 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 실리콘 기판상에 산화막을 형성하기 위한 반도체 소자의 제조방법에 있어서,

   상기 산화막을 형성하기 전에, 실리콘 기판내로 불활성 가스를 주입하여 실리콘 기판의 계면에 차단막을 형성하는 단계와,

   산화막 형성을 위한 수소와 산소가스를 주입하는 단계와,

   산화막 성장 후, 질소가스 분위기로 일정시간 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 차단막은 비정질의 에피층인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 열처리 시간은 8~10분으로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.