KR19990057085A

KR19990057085A - Well Forming Method of Semiconductor Device

Info

Publication number: KR19990057085A
Application number: KR1019970077126A
Authority: KR
Inventors: 노태훈
Original assignee: 구본준; 엘지반도체 주식회사
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 1999-07-15

Abstract

서로 다른 농도로 도핑된 웰을 동시에 형성하기 위한 반도체 소자의 웰 형성방법을 제공하기 위한 것으로 이와 같은 목적을 달성하기 위한 반도체 소자의 웰 형성방법은 반도체 기판에 버퍼절연막과 실리콘절연막을 형성하는 공정과, 상기 실리콘절연막상의 제 1영역에 차광영역과 투광영역이 바둑판 모양으로 번갈아서 형성되도록 감광물질을 제조함과 동시에 상기 실리콘절연막상의 제 2영역이 투광영역만을 갖는 감광물질을 형성하는 공정과, 상기와 같이 형성된 감광물질을 마스크로 이용하여 상기 실리콘절연막과 버퍼절연막을 식각하여 상기 반도체 기판이 드러나도록 하는 공정과, 상기 드러난 반도체 기판내에 불순물이온을 주입하는 공정과, 열공정으로 상기 제 1영역 하부와 제 2영역 하부에 도핑농도가 다른 제 1, 제 2웰을 형성하는 공정을 포함함을 특징으로 한다.A method of forming a well of a semiconductor device for simultaneously forming wells doped with different concentrations is provided. A method of forming a well of a semiconductor device for achieving the above object includes a process of forming a buffer insulating film and a silicon insulating film on a semiconductor substrate; And forming a photosensitive material such that the light blocking area and the light transmitting area are alternately formed in a checkerboard shape in the first area on the silicon insulating film, and simultaneously forming a photosensitive material having only the light transmitting area in the second area on the silicon insulating film. Etching the silicon insulating film and the buffer insulating film to expose the semiconductor substrate by using the photosensitive material formed as a mask; and implanting impurity ions into the exposed semiconductor substrate; Forming first and second wells having different doping concentrations under the second region. It characterized by hamham.

Description

Well Forming Method of Semiconductor Device

본 발명은 반도체 소자에 대한 것으로, 특히 도핑농도가 다른 웰을 동시에 형성할 수 있는 반도체 소자의 웰 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a method for forming a well of a semiconductor device capable of simultaneously forming wells having different doping concentrations.

첨부 도면을 참조하여 종래 반도체 소자의 웰 형성방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.A well forming method of a conventional semiconductor device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래에 사용된 웰 마스크의 평면도이고, 도 2a 내지 2d는 종래 웰 형성방법을 나타낸 공정단면도이다.1 is a plan view of a well mask used in the prior art, Figures 2a to 2d is a process cross-sectional view showing a conventional well forming method.

종래 반도체 소자의 웰을 형성하기 위한 웰 마스크는 도 1과 같이 제 1, 제 2웰을 형성시킬 부분은 투광영역(8)을 이루며 나머지 영역은 차광영역(7)을 이루고 있다.In a well mask for forming a well of a conventional semiconductor device, as shown in FIG. 1, a portion for forming a first and a second well forms a light-transmitting region 8, and the remaining region forms a light-shielding region 7.

종래 반도체 소자의 웰 형성방법을 설명하면 먼저 도 2a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(1) 전면에 버퍼산화막(2)과 실리콘질화막(3)을 차례로 증착한다.Referring to the conventional method of forming a well of a semiconductor device, as shown in FIG. 2A, a buffer oxide film 2 and a silicon nitride film 3 are sequentially deposited on an entire surface of a semiconductor substrate 1.

도 2b에 도시된 바와 같이 반도체 기판(1)에 감광막(4)을 도포한 후에 노광 및 형상공정으로 감광막(4)을 선택적으로 패터닝하여 웰을 형성시킬 부분의 질화막(3)이 드러나도록 한다.As shown in FIG. 2B, after the photoresist film 4 is applied to the semiconductor substrate 1, the photoresist film 4 is selectively patterned by an exposure and a shape process so that the nitride film 3 of the portion to form the well is exposed.

도 2c에 도시한 바와 같이 패터닝된 감광막(4)을 마스크로 이용하여 질화막(3)과 버퍼산화막(2)을 차례대로 이방성 식각하여 반도체기판(1)이 드러나도록 한다. 이후에 드러난 반도체 기판(1)내에 N형 불순물이온을 주입한다.As shown in FIG. 2C, the semiconductor substrate 1 is exposed by anisotropically etching the nitride film 3 and the buffer oxide film 2 using the patterned photosensitive film 4 as a mask. N-type impurity ions are implanted into the semiconductor substrate 1, which is later revealed.

도 2d에 도시한 바와 같이 패터닝된 감광막(4)을 제거하고 열산화하여 반도체 기판(1)에 주입된 N형 불순물이온을 확산시켜서 제 1, 제 2웰(5a, 5b)을 형성하고, 드러난 반도체 기판(1)에 필드산화막(6)을 형성한다. 이때 제 1, 제 2웰(5a, 5b)은 도핑농도가 갖게 형성된다.As shown in FIG. 2D, the patterned photoresist film 4 is removed and thermally oxidized to diffuse the N-type impurity ions implanted into the semiconductor substrate 1 to form the first and second wells 5a and 5b. The field oxide film 6 is formed on the semiconductor substrate 1. At this time, the first and second wells 5a and 5b are formed to have a doping concentration.

상기와 같은 종래 반도체 소자의 웰 형성방법은 다음과 같은 문제가 있다.The well forming method of the conventional semiconductor device as described above has the following problems.

종래와 같은 방법으로는 도핑이 같은 웰만 형성할 수 있기 때문에 소자 특성이 다른 두얼(dual)웰을 형성하기 위해서는 공정이 복잡해진다.Since only wells having the same doping can be formed by the conventional method, a process is complicated to form dual wells having different device characteristics.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로 특히 서로 다른 농도로 도핑된 웰을 형성하기 위한 반도체 소자의 웰 형성방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a well forming method of a semiconductor device for forming wells doped at different concentrations.

도 1은 종래에 사용된 웰 마스크의 평면도1 is a plan view of a well mask conventionally used

도 2a 내지 2d는 종래 웰 형성방법을 나타낸 공정단면도Figure 2a to 2d is a process cross-sectional view showing a conventional well forming method

도 3은 본 발명에 사용된 웰 마스크의 평면도3 is a plan view of a well mask used in the present invention.

도 4a 내지 4d는 본 발명 웰 형성방법을 나타낸 공정단면도Figures 4a to 4d is a process cross-sectional view showing a well forming method of the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

21 : 반도체 기판 22 : 버퍼산화막21 semiconductor substrate 22 buffer oxide film

23 : 실리콘질화막 24 : 감광막23 silicon nitride film 24 photosensitive film

25a : 제 1웰 25b : 제 2웰25a: first well 25b: second well

26 : 필드산화막 27 : 차광영역26: field oxide film 27: shading area

28 : 투광영역28: light emitting area

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 반도체 소자의 웰 형성방법은 반도체 기판에 버퍼절연막과 실리콘절연막을 형성하는 공정과, 상기 실리콘절연막상의 제 1영역에 차광영역과 투광영역이 바둑판 모양으로 번갈아서 형성되도록 감광물질을 제조함과 동시에 상기 실리콘절연막상의 제 2영역이 투광영역만을 갖는 감광물질을 형성하는 공정과, 상기와 같이 형성된 감광물질을 마스크로 이용하여 상기 실리콘절연막과 버퍼절연막을 식각하여 상기 반도체 기판이 드러나도록 하는 공정과, 상기 드러난 반도체 기판내에 불순물이온을 주입하는 공정과, 열공정으로 상기 제 1영역 하부와 제 2영역 하부에 도핑농도가 다른 제 1, 제 2웰을 형성하는 공정을 포함함을 특징으로 한다.A well forming method of a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is a step of forming a buffer insulating film and a silicon insulating film on a semiconductor substrate, and the light shielding region and the light transmitting region are alternately formed in the first region on the silicon insulating film Preparing a photosensitive material so as to form a photosensitive material having only a transmissive area in the second region on the silicon insulating film; and etching the silicon insulating film and the buffer insulating film using the photosensitive material formed as a mask as the mask. A step of exposing the substrate, a step of implanting impurity ions into the exposed semiconductor substrate, and a step of forming first and second wells having different doping concentrations under the first area and the second area by a thermal process. It is characterized by including.

첨부 도면을 참고하여 본 발명 반도체 소자의 웰 형성방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a method for forming a well of a semiconductor device according to the present invention will be described.

도 3은 본 발명에 사용된 웰 마스크의 평면도이고, 도 4a 내지 4d는 본 발명 웰 형성방법을 나타낸 공정단면도이다.Figure 3 is a plan view of a well mask used in the present invention, Figures 4a to 4d is a process cross-sectional view showing a well forming method of the present invention.

본 발명과 같은 반도체 소자의 웰을 형성하기 위한 마스크는 도 3에 도시한 바와 같이 웰의 도핑을 높게 형성하기 위한 영역은 마스크가 오픈되는 투광영역(28)을 형성하고, 웰의 도핑을 낮게 형성하기 위한 영역은 부분적으로 차광영역(27)과 투광영역(28)이 형성되는 마스크를 사용한다. 즉, 도핑을 낮게 형성하기 위한 영역의 마스크는 차광영역(27)과 투광영역(28)이 바둑판 모양으로 번갈아서 형성되어 있다.As shown in FIG. 3, a mask for forming a well of a semiconductor device according to the present invention forms a light transmissive region 28 in which a mask is opened, and a low doping of a well, as shown in FIG. 3. The area to be used is a mask in which the light shielding area 27 and the light transmitting area 28 are formed. That is, in the mask of the region for forming the low doping, the light shielding region 27 and the light transmissive region 28 are alternately formed in a checkerboard shape.

상기와 같은 마스크를 이용한 본 발명 반도체 소자의 웰 형성방법은 도 4a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(21) 전면에 버퍼산화막(22)과 실리콘질화막(23)을 차례로 증착한다.In the well forming method of the semiconductor device of the present invention using the mask as described above, the buffer oxide film 22 and the silicon nitride film 23 are sequentially deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 21 as shown in FIG. 4A.

도 4b에 도시된 바와 같이 반도체 기판(21)에 감광막(24)을 도포한 후에 노광 및 현상공정으로 감광막(24)을 선택적으로 패터닝하여 실리콘질화막(23)이 드러나도록 한다. 감광막(24)은 낮은 도핀 농도를 갖는 제 1웰을 형성할 부분은 차광 영역(27)과 투광영역(28)이 바둑판 모양으로 번갈아서 형성되어 있는 마스크 영역을 이용하여 패터닝하고, 제 1웰보다 높은 농도를 갖는 제 2웰을 형성할 부분은 빛이 전부 투광되는 투광영역(28)으로 되어 있는 마스크영역을 이용하여 패터닝 한다.As shown in FIG. 4B, after the photosensitive film 24 is applied to the semiconductor substrate 21, the photoresist film 24 is selectively patterned by an exposure and development process so that the silicon nitride film 23 is exposed. The photoresist layer 24 is patterned by using a mask region in which the light shielding region 27 and the light transmissive region 28 are alternately formed in a checkerboard pattern, and the portion of the first well having a low doping concentration is higher than the first well. The portion to form the second well having a density is patterned by using a mask region which is a light transmitting region 28 through which all light is transmitted.

도 4c에 도시한 바와 같이 패터닝된 감광막(24)을 마스크로 실리콘질화막(23)과 버퍼산화막(22)을 차례대로 이방성 식각하여 반도체기판(21)이 드러나도록 한다. 이후에 드러난 반도체 기판(21) 내에 N형 불순물이온을 주입한다.As shown in FIG. 4C, the semiconductor substrate 21 is exposed by anisotropically etching the silicon nitride layer 23 and the buffer oxide layer 22 using the patterned photoresist layer 24 as a mask. N-type impurity ions are then implanted into the semiconductor substrate 21 that is later revealed.

도 4d에 도시한 바와 같이 패터닝된 감광막(24)을 제거하고 열산화하여 반도체 기판(21)에 주입된 N형 불순물이온을 확산시켜서 제 1N웰(25a)과, 제 2N웰(25b)을 형성하고, 드러난 반도체 기판(21)에 필드산화막(26)을 형성한다.As shown in FIG. 4D, the patterned photoresist film 24 is removed and thermally oxidized to diffuse the N-type impurity ions implanted into the semiconductor substrate 21 to form the first N well 25a and the second N well 25b. The field oxide film 26 is formed on the exposed semiconductor substrate 21.

이때 제 1웰(25a)은 제 2웰(25b) 보다 도핑농도가 낮게 형성된다.At this time, the first well 25a is formed to have a lower doping concentration than the second well 25b.

상기와 같은 본 발명 반도체 소자의 웰 형성방법은 다음과 같은 효과가 있다.The well forming method of the semiconductor device of the present invention as described above has the following effects.

서로 다른 농도를 갖는 웰을 동시에 형성하므로써 다양한 소자 특성을 갖는 여러개의 트랜지스터를 제조하기가 용이하다.By simultaneously forming wells having different concentrations, it is easy to manufacture several transistors with various device characteristics.

Claims

Forming a buffer insulating film and a silicon insulating film on a semiconductor substrate;

Manufacturing a photosensitive material such that a light shielding area and a light transmitting area are alternately formed in a checkerboard shape on the first area of the silicon insulating film, and simultaneously forming a photosensitive material having a light transmitting area of the second area of the silicon insulating film;

Etching the silicon insulating film and the buffer insulating film by using the photosensitive material formed as a mask to expose the semiconductor substrate;

Implanting impurity ions into the exposed semiconductor substrate;

And forming first and second wells having different doping concentrations under the first region and under the second region by a thermal process.