KR19990031662A - MOS field effect transistor manufacturing method - Google Patents

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KR19990031662A KR1019970052465A KR19970052465A KR19990031662A KR 19990031662 A KR19990031662 A KR 19990031662A KR 1019970052465 A KR1019970052465 A KR 1019970052465A KR 19970052465 A KR19970052465 A KR 19970052465A KR 19990031662 A KR19990031662 A KR 19990031662A
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황현상
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구본준
엘지반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법에 관한 것으로, 종래의 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법은 드레인의 상부에 직접 살리사이드층을 형성하여 그 드레인과 살리사이드층의 접촉저항이 낮아지게 됨으로써, 고전위의 신호가 드레인에 인가되는 경우 열전하가 발생하여 모스 전계효과 트랜지스터의 특성이 열화되어 신뢰도가 감소하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 게이트(2), 소스 및 드레인(4)을 제조하는 단계와, 그 게이트(2), 소스 및 드레인(4)의 상부에 살리사이드층(5)을 형성하는 단계를 포함하는 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법에 있어서, 상기 살리사이드층(5) 형성단계 이전에 그 드레인에 피형 또는 엔형 불순물 이온을 주입하는 이온주입단계를 더 포함하여 살리사이드층과 드레인간의 접합저항을 증가시킴으로써, 고전압이 인가되는 경우 열전하의 발생을 방지함으로써, 모스 전계효과 트랜지스터의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a MOS field effect transistor, a conventional method for manufacturing a MOS field effect transistor is formed by forming a salicide layer directly on top of the drain, the contact resistance of the drain and the salicide layer is lowered, When a signal is applied to the drain, thermal charges occur, which deteriorates the characteristics of the MOS field effect transistor, thereby reducing reliability. In view of the above problems, the present invention provides a method of manufacturing a gate 2, a source and a drain 4, and forming a salicide layer 5 on top of the gate 2, the source and the drain 4. In the method of manufacturing a Mohs field effect transistor comprising a, further comprising an ion implantation step of injecting the implanted or en-type impurity ions into the drain before forming the salicide layer (5) to the junction resistance between the salicide layer and the drain; By increasing, by preventing the generation of thermal charge when a high voltage is applied, there is an effect of improving the reliability of the MOS field effect transistor.

Description

모스 전계효과 트랜지스터 제조방법MOS field effect transistor manufacturing method

본 발명은 모스 전계효과 트랜지스터에 관한 것으로, 특히 모스 전계효과 트랜지스터의 드레인에 불순물 이온을 주입하여 드레인과 실리사이드의 접촉저항을 증가시켜, 최대 전계를 줄임으로써 열전하의 생성을 방지하는데 적당하도록 한 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOS field effect transistor, and more particularly, to a MOS field effect by implanting impurity ions into the drain of a MOS field effect transistor to increase the contact resistance between the drain and silicide, thereby reducing the maximum electric field, thereby making it suitable for preventing generation of thermal charges. The present invention relates to an effect transistor manufacturing method.

일반적으로, 모스 전계효과 트랜지스터는 드레인과 소스 및 게이트의 상부에 금속과의 접촉저항을 낮출 목적으로, 그 게이트, 소스 및 드레인의 상부에 실리사이드(SILICIDE)층을 형성하게 된다. 이때, 형성되는 실리사이드는 마스크를 사용하지 않는 셀프 어라인(SELF-ALINE) 방식으로 형성되는 실리사이드를 특별히 살리사이드(SALICIDE)라고 칭한다. 이와 같은 실리사이드의 형성으로 금속과 반도체 소자와의 접촉저항은 줄어들게 되나, 열전하(HOT CARRIER)가 발생되어 모스 전계효과 트랜지스터의 특성이 열화 되기도 하며 이와 같은 종래 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.In general, a MOS field effect transistor forms a silicide layer on top of a gate, a source, and a drain for the purpose of lowering a contact resistance between a drain, a source, and a metal. In this case, the silicide formed is particularly referred to as salicide formed by a self-aligned (SELF-ALINE) method using no mask. The formation of the silicide reduces the contact resistance between the metal and the semiconductor device, but the heat charge is generated to deteriorate the characteristics of the MOS field effect transistor. When described in detail with reference to as follows.

도1a 및 도1b는 종래 모스 전계효과 트랜지스터의 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 게이트(2), 측벽(3)과 LDD구조의 소스 및 드레인(4)을 형성하는 단계(도1a)와; 상기 게이트(2)와 소스 및 드레인(4)의 상부에 살리사이드층(5)을 형성하는 단계(도1b)로 구성된다.1A and 1B are cross-sectional views of a manufacturing process of a conventional MOS field effect transistor. As shown in FIG. Forming step (FIG. 1A); Forming a salicide layer 5 on the gate 2 and the source and drain 4 (FIG. 1B).

이하, 상기와 같이 구성된 종래 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a conventional MOS field effect transistor configured as described above will be described in more detail.

먼저, 도1a에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 게이트산화막과 다결정실리콘을 증착한 후, 사진식각공정으로 게이트(2)를 형성한다. 그 다음, 상기 게이트(2)의 양측면 기판(1)의 하부에 저농도 불순물 이온을 주입하여 저농도 소스 및 드레인을 형성하고, 상기 게이트(2)의 측면에 질화막 등을 증착 및 건식식각하여 측벽(3)을 형성한다. 이와 같이 측벽(3)을 형성한 후, 그 측벽(3) 및 게이트(2)를 이온주입 마스크로 하여 측벽(3)의 측면 기판(1)의 하부에 고농도 불순물을 주입하여 고농도 소스 및 드레인을 형성하여, LDD구조 소스 및 드레인(4)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a gate oxide film and polysilicon are deposited on the substrate 1, and then the gate 2 is formed by a photolithography process. Subsequently, low concentration impurity ions are implanted into lower portions of both side substrates 1 of the gate 2 to form a low concentration source and drain, and a nitride film or the like is deposited on the side of the gate 2 to dry the sidewalls 3. ). After the side wall 3 is formed as described above, high concentration impurities are injected into the lower portion of the side substrate 1 of the side wall 3 by using the side wall 3 and the gate 2 as an ion implantation mask to form a high concentration source and drain. To form an LDD structure source and a drain 4.

그 다음, 상기와 같이 모스 전계효과 트랜지스터의 기본적인 구조를 형성한 후, 도1b에 도시한 바와 같이 상기 게이트(2) 및 LDD구조 소스 및 드레인(4)의 상부에 티타늄을 증착하고, 확산시켜 게이트(2)와 소스 및 드레인(4)의 상부에 살리사이드층(5)을 형성한다.Then, after forming the basic structure of the MOS field effect transistor as described above, as shown in Fig. 1b, titanium is deposited on the gate 2 and the LDD structure source and drain 4, and then diffused to form a gate. The salicide layer 5 is formed on (2) and the source and drain 4.

이후의 공정에서는 금속전극과, 보호층 등을 형성하여 모스 전계효과 트랜지스터를 제조하게 된다.In the subsequent process, a metal electrode, a protective layer, and the like are formed to manufacture a MOS field effect transistor.

그러나, 상기한 바와 같이 종래의 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법은 드레인의 상부에 직접 살리사이드층을 형성하여 그 드레인과 살리사이드층의 접촉저항이 낮아지게 됨으로써, 고전위의 신호가 드레인에 인가되는 경우 열전하가 발생하기 쉬워 모스 전계효과 트랜지스터의 특성이 열화되어 신뢰도가 감소하는 문제점이 있었다.However, as described above, in the conventional method of manufacturing a MOS field effect transistor, a salicide layer is directly formed on the upper portion of the drain, so that the contact resistance between the drain and the salicide layer is lowered, whereby a high potential signal is applied to the drain. Thermal charges are liable to occur, which causes deterioration of the characteristics of the MOS field effect transistor, thereby reducing reliability.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 소스 및 게이트측의 접촉저항은 낮게하여 동작특성을 향상시키며, 드레인측의 접촉저항은 높게 하여 열전하 발생을 방지하여 동작의 신뢰성을 향상시킨 모스 전계효과 트랜지스터의 제공에 그 목적이 있다.In view of the above problems, the present invention provides a MOS field effect transistor having a low contact resistance on the source and gate side to improve operating characteristics, and a high contact resistance on the drain side to prevent thermal charges, thereby improving reliability of operation. Has its purpose.

도1a 및 도1b는 종래 모스 전계효과 트랜지스터의 제조공정 수순단면도.1A and 1B are cross-sectional views of a manufacturing process of a conventional MOS field effect transistor.

도2a 내지 도2c는 본 발명 모스 전계효과 트랜지스터 제조공정 수순단면도.Figure 2a to 2c is a cross-sectional view of the manufacturing process of the MOS field effect transistor of the present invention.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

1:기판 2:게이트1: Substrate 2: Gate

3:측벽 4:소스 및 드레인3: side wall 4: source and drain

5:살리사이드층5: salicide layer

상기와 같은 목적은 살리사이드층의 형성단계 이전에 드레인에 불순물 이온을 주입하는 단계를 더 포함시켜 드레인과 금속간에 접촉저항을 증가시켜, 최대 전계를 줄임으로써 달성되는 것으로 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The above object is achieved by reducing the maximum electric field by increasing the contact resistance between the drain and the metal by further including the step of injecting impurity ions into the drain before forming the salicide layer. When described in detail with reference to the drawings as follows.

도2a 내지 도2c는 본 발명 모스 전계효과 트랜지스터의 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 게이트(2)를 형성하고, 그 게이트(2)의 양측면 기판(1)에 LDD구조의 소스 및 드레인(4)을 형성하는 단계(도2a)와; 포토레지스트(P/R)를 도포 및 노광하여 패턴을 형성한 후, 드레인에 그 드레인과 성질이 다른 불순물 이온을 주입하는 단계(도2b)와; 상기 게이트(2)와 소스 및 드레인(4)의 상부에 살리사이드층(5)을 형성하는 단계(도2c)로 구성된다.2A to 2C are cross-sectional views of a manufacturing process of the present embodiment of the Morse field effect transistor. As shown therein, a gate 2 is formed on the substrate 1, and both side substrates 1 of the gate 2 are formed. Forming a source and a drain 4 of the LDD structure in the film (FIG. 2A); Forming a pattern by applying and exposing a photoresist (P / R), and then implanting impurity ions having different properties from those of the drain (FIG. 2B); Forming a salicide layer 5 on the gate 2 and on the source and drain 4 (FIG. 2C).

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings of the present invention configured as described above in detail.

먼저, 도2a에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 게이트산화막과 다결정실리콘을 증착한 후, 사진식각공정으로 게이트(2)를 형성한다. 그 다음, 상기 게이트(2)의 양측면 기판(1)의 하부에 저농도 불순물 이온을 주입하여 저농도 소스 및 드레인을 형성하고, 상기 게이트(2)의 측면에 질화막 등을 증착 및 건식식각하여 측벽(3)을 형성한다. 이와 같이 측벽(3)을 형성한 후, 그 측벽(3) 및 게이트(2)를 이온주입 마스크로 하여 측벽(3)의 측면 기판(1)의 하부에 고농도 불순물을 주입하여 고농도 소스 및 드레인을 형성하여, LDD구조 소스 및 드레인(4)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, a gate oxide film and polysilicon are deposited on the substrate 1, and then the gate 2 is formed by a photolithography process. Subsequently, low concentration impurity ions are implanted into lower portions of both side substrates 1 of the gate 2 to form a low concentration source and drain, and a nitride film or the like is deposited on the side of the gate 2 to dry the sidewalls 3. ). After the side wall 3 is formed as described above, high concentration impurities are injected into the lower portion of the side substrate 1 of the side wall 3 by using the side wall 3 and the gate 2 as an ion implantation mask to form a high concentration source and drain. To form an LDD structure source and a drain 4.

그 다음, 도2b에 도시한 바와 같이 상기 게이트(2)와, 측벽(3)과, LDD구조 소스 및 드레인(4)의 상부에 포토레지스트(P/R)를 도포 및 패턴을 형성하여 상기 드레인을 노출시킨다. 그리고, 그 포토레지스트(P/R)를 이온주입 마스크로 하여 드레인에 불순물 이온을 주입한다.Next, as shown in FIG. 2B, a photoresist (P / R) is applied and a pattern is formed on the gate 2, the sidewall 3, and the LDD structure source and drain 4 to form the drain. Expose Impurity ions are then implanted into the drain using the photoresist P / R as an ion implantation mask.

이때, 주입되는 불순물은 상기 LDD구조의 소스 및 드레인(4)과는 다른 가수의 불순물 이온을 사용한다. 즉, 엔모스 전계효과 트랜지스터의 경우 그 소스 및 드레인(4)은 5가의 원소가 주입된 것이며, 그 엔모스 전계효과 트랜지스터의 드레인에 접촉저항을 증가시키기 위해 3가의 원소를 주입한다. 이와 반대로 피모스 전계효과 트랜지스터의 경우 5가의 원소를 주입한다.At this time, the implanted impurity uses impurity ions having a valence different from that of the source and drain 4 of the LDD structure. That is, in the case of the NMOS field effect transistor, the source and the drain 4 are injected with a pentavalent element, and a trivalent element is injected into the drain of the NMOS field effect transistor to increase the contact resistance. In contrast, in the case of the PMOS field effect transistor, a pentavalent element is injected.

그 다음, 도2c에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트(P/R)를 제거하고, 게이트(2) 및 소스 및 드레인의 상부에 티타늄층을 증착한 후, 열처리를 통해 상기 티타늄층의 티타늄이온을 게이트(2)와 LDD구조의 소스 및 드레인(5)에 확산시켜 살리사이드층(5)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2C, the photoresist P / R is removed, a titanium layer is deposited on the gate 2, the source and the drain, and the titanium ion of the titanium layer is subjected to heat treatment. The salicide layer 5 is formed by diffusion into the gate 2 and the source and drain 5 of the LDD structure.

상기한 바와 같이 본 발명 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법은 드레인에 불순물이온을 이온주입하여 살리사이드층과 드레인간의 접합저항을 증가시킴으로써, 고전압이 인가되는 경우 열전하의 발생을 방지함으로써, 모스 전계효과 트랜지스터 특성의 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.As described above, in the method of manufacturing the MOS field effect transistor of the present invention, the impurity ions are implanted into the drain to increase the junction resistance between the salicide layer and the drain, thereby preventing the occurrence of thermal charge when a high voltage is applied. There is an effect of improving the reliability of.

Claims (2)

게이트, 소스 및 드레인을 제조하는 단계와, 그 게이트, 소스 및 드레인의 상부에 살리사이드층을 형성하는 단계를 포함하는 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법에 있어서, 상기 살리사이드층 형성단계 이전에 그 드레인에 불순물 이온을 주입하는 이온주입단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법.A method of manufacturing a MOS field effect transistor, comprising: forming a gate, a source, and a drain; and forming a salicide layer on top of the gate, the source, and the drain. Method of manufacturing a MOS field effect transistor, characterized in that it further comprises an ion implantation step of implanting impurity ions. 제 1항에 있어서, 상기 이온주입단계는 엔모스 전계효과 트랜지스터의 경우 피형 불순물을 주입하고, 피모스 전계효과 트랜지스터의 경우 엔형 불순물을 주입하여 된 것을 특징으로 하는 모스 전계효과 트랜지스터 제조방법.The method of claim 1, wherein the ion implantation step comprises implanting impurity impurities in the case of the NMOS field effect transistor and injecting the N-type impurity in the case of the PMOS field effect transistor.
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