KR20000020235A - 모스형 트랜지스터의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모스형 트랜지스터에 관한 것으로서, 특히, 반도체기판에 필드산화막을 형성한 후에 게이트산화막 및 폴리실리콘층을 순차적으로 적층하는 단계와; 상기 폴리실리콘층상에 게이트전극이 형성될 부위에 감광막을 적층하여 마스킹식각공정으로 게이트전극을 형성한 후 활성영역에 이온을 주입하여 LDD영역을 형성하는 단계와; 상기 단계 후에 상기 LDD영역의 내측으로 경사지게 아르곤이온을 주입하여 LDD영역의 내측 부분에 인접하여 아르곤이온주입영역을 형성하는 단계와; 상기 단계 후에 게이트전극의 양측면에 스페이서막을 형성한 후에 LDD영역에 고농도의 이온을 주입하여 소오스/드레인을 형성하는 단계로 이루어진 모스형 트랜지스터 제조방법인 바, 트랜지스터를 사용할 때 전자의 흐름이 트랩되는 것을 방지하여 트랜지스터의 핫캐리어특성을 개선하여 반도체소자의 전기적인 특성을 향상시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
Description
본 발명은 모스형 전계효과 트랜지스터에 관한 것으로, 특히, 아르곤이온을 일정각도 게이트전극의 측면부분에서 내측으로 경사지도록 주입하여 아르곤주입영역을 형성하므로 게이트전극에 스페이서막을 형성하고 소오스/드레인영역을 형성하여 트랜지스터를 사용할 때 전자의 흐름이 트랩되는 것을 방지하여 트랜지스터의 핫캐리어특성을 개선하도록 하는 모스형 트랜지스터제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체장치의 종류에는 여러 가지가 있으며, 이 반도체장치 내에 형성되는 트랜지스터 및 커패시터등을 구성시키는 방법에는 다양한 제조기술이 사용되고 있으며, 최근에는 반도체기판 상에 산화막을 입혀 전계효과를 내도록 하는 모스형 전계효과 트랜지스터(MOS FET; metal oxide semiconductor field effect transistor)를 점차적으로 많이 사용하고 있는 실정에 있다.
상기한 모스형 전계효과 트랜지스터는 반도체 기판상에 형성된 게이트가 반도체층에서 얇은 산화 실리콘막에 의해 격리되어 있는 전계효과 트랜지스터로 접합형과 같이 임피던스가 저하되는 일이 없으며, 확산 공정이 1회로 간단하고, 소자간의 분리가 필요 없는 장점을 지니고 있어서, 고밀도 집적화에 적합한 특성을 지니고 있는 반도체 장치이다.
도 1은 종래의 일반적인 모스형 전계효과 트랜지스터에서 필드산화막이 형성된 상태를 개략적으로 예시한 도면으로서, 반도체기판(1)의 상부면에 소자 간의 격리막인 필드산화막(2)을 형성한 다음에 반도체기판(1)의 표면에 절연막인 게이트산화막(3)및 폴리실리콘층(4)을 증착하여 게이트전극(5)을 형성하고, 스페이서막(80을 형성한 후, N+이온을 활성영역에 주입하여 소오스(6)와 드레인(7)을 형성하게 되어 게이트 전극(5)에 인가된 전압에 의한 전계효과(Carrier Effect)를 캐리어(Carrier) 공핍 혹은 축적시켜서 소오스/드레인 상의 전류를 차단하거나 통과시키도록 한다.
이와 같이, 전계효과에 의하여 전류가 흐르는 상태를 개략적으로 살펴 보면, 게이트전극(5)에 일정한 전압을 걸어주면, 소오스(6)로 부터 전계효과에 의하여 캐리어전자가 드레인(7)으로 이동하게 되어 전류가 흐르게 되는 것이다.
그런데, 상기한 바와 같이, 최근에는 반도체가 서브 미크론(Sub Micron)급으로 소형화 및 고집적화 되는 추세에 있으므로 게이트전극의 길이가 작아지게 되어 소오스(2)를 통하여 게이트전극(5)을 거쳐 드레인(7)으로 이동하는 캐리어 전자의 이동량이 증가되는 것과 같은 간접적인 효과로 인하여 종래의 큰 반도체 소자의 경우에 비하여 이동하는 캐리어 전자의 이동이 드레인(3) 영역으로 진입하는 부분에서 열을 발생시키는 과열 현상인 핫 캐리어 현상(Hot Carrier Effect)이 발생되어 반도체소자를 파괴하거나 전자의 흐름이 원활하게 이루어지지 않는 등의 문제점이 있었다.
또한, 이러한 점을 해결하고자 게이트산화막(3)과 스페이서막(8)의 두께를 작게하여 전압이 가하여지는 면적을 줄여주어 핫 캐리어 효과를 제거하도록 하였으나 게이트산화막(3) 및 스페이서(8)의 두께를 줄이는 데 한계가 있으므로 근본적인 해결방법이 되지는 못하였으며, 소자의 크기가 잠차적으로 작아져서 게이트의 길이가 짧아지므로 인하여 게이트에 전압을 가하지 않음에도 불구하고 소스에서 드레인으로 전류가 흐르는 펀치쓰루(Punch Through)현상이 빈번하게 발생되는 단점이 있었다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 게이트산화막과 폴리실리콘층을 적층하여 식각하여 형성한 게이트전극의 양측면에 이온을 주입하여 LDD영역을 형성한 후에 재차 아르곤이온을 일정각도 게이트전극의 내측으로 경사지도록 주입하여 아르곤주입영역을 형성하므로 게이트전극에 스페이서막을 형성하고 소오스/드레인영역을 형성하여 트랜지스터를 사용할 때 전자의 흐름이 트랩되는 것을 방지하여 트랜지스터의 핫캐리어특성을 개선하도록 하는 것이 목적이다.
도 1은 종래의 일반적인 모스형 전계효과 트랜지스터의 구성을 개략적으로 보인 도면이고,
도 2 내지 도 8은 본 발명을 이용하여 핫캐리어 특성을 개선하기 위하여 모스형 트랜지스터에 주요 부분을 형성하는 상태를 순차적으로 보인 도면이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
10 : 반도체기판 20 : 필드산화막
30 : 게이트산화막 40 : 폴리실리콘층
50 : 감광막 60 : 게이트전극
70 : LDD영역 80 : 아르곤이온주입영역
90 : 스페이서막 100 : 소오스
110 : 드레인
이러한 목적은 반도체기판에 필드산화막을 형성한 후에 게이트산화막 및 폴리실리콘층을 순차적으로 적층하는 단계와; 상기 폴리실리콘층상에 게이트전극이 형성될 부위에 감광막을 적층하여 마스킹식각공정으로 게이트전극을 형성한 후 활성영역에 이온을 주입하여 LDD영역을 형성하는 단계와; 상기 단계 후에 상기 LDD영역의 내측으로 경사지게 아르곤이온을 주입하여 LDD영역의 내측 부분에 인접하여 아르곤이온주입영역을 형성하는 단계와; 상기 단계 후에 게이트전극의 양측면에 스페이서막을 형성한 후에 LDD영역에 고농도의 이온을 주입하여 소오스/드레인을 형성하는 단계로 이루어진 모스형 트랜지스터 제조방법을 제공함으로써 달성된다.
그리고, 상기 아르곤이온주입영역에 주입되는 아르곤이온은 5°∼ 10°로 경사지게 주입되는 것며, 특히, 상기 아르곤이온을 7°로 주입되는 것이 바람직하고, 상기 아르곤이온주입영역은 상기 LDD영역보다 하측부분에 형성되어진다.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명에 따른 핫 캐리어특성 개선하는 모스형 전계효과 트랜지스터의 제조방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2 내지 도 8은 본 발명을 이용하여 핫캐리어 특성을 개선하기 위하여 모스형 트랜지스터에 주요 부분을 형성하는 상태를 순차적으로 보인 도면이다.
먼저, 도 2는 반도체기판(10)에 필드산화막(20)을 형성한 상태를 도시하고 있다.
도 3은 상기 반도체기판(10)의 활성영역 상에 게이트산화막(30) 및 폴리실리콘층(40)을 순차적으로 적층한 후 상기 폴리실리콘층(40)상에 게이트전극이 형성될 부위에 감광막(50)을 적층한 상태를 도시하고 있다.
그리고, 도 4는 상기 감광막(50)을 이용하여 마스킹식각공정으로 게이트전극(60)을 형성하는 상태를 도시하고 있다.
도 5는 상기 게이트전극(60)의 양측 반도체기판(10)의 활성영역에 저농도의 이온을 주입하여 LDD영역(70)을 형성하는 상태를 도시하고 있다.
도 6은 상기 단계 후에 상기 LDD영역(70)의 내측으로 경사지게 아르곤이온을 주입하여 LDD영역(70)의 내측 부분에 인접하여 핫캐리어특성이 발생되는 부분에 아르곤이온주입영역(80)을 형성하는 상태를 도시하고 있다.
이때, 상기 아르곤이온주입영역(80)에 주입되는 아르곤이온은 5°∼ 10°로 경사지게 주입되며, 특히, 상기 아르곤이온은 7°로 주입되는 것이 바람직하며, 상기 아르곤이온주입영역(80)은 상기 LDD영역(70)보다 하측부분에 형성되도록 하며, 상기 아르곤온주입영역(80)에 주입되는 아르곤이온의 도스농도는 4.0E14 이하로 유지하도록 한다.
도 7 및 도 8은 상기 단계 후에 게이트전극(60)의 양측면에 스페이서막(90)을 형성한 후에 LDD영역(70)에 고농도의 이온을 주입하여 소오스(100)/드레인(110)을 형성하는 상태를 도시하고 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 모스형 트랜지스터 제조방법을 사용하게 되면, 게이트산화막과 폴리실리콘층을 적층하여 식각하여 형성한 게이트전극의 양측면에 이온을 주입하여 LDD영역을 형성한 후에 재차 아르곤이온을 일정각도 게이트전극의 내측으로 경사지도록 주입하여 아르곤주입영역을 형성하므로 게이트전극에 스페이서막을 형성하고 소오스/드레인영역을 형성하여 트랜지스터를 사용할 때 전자의 흐름이 트랩되는 것을 방지하여 트랜지스터의 핫캐리어특성을 개선하여 반도체소자의 전기적인 특성을 향상시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명인 것이다.
Claims (5)
- 반도체기판에 필드산화막을 형성한 후에 게이트산화막 및 폴리실리콘층을 순차적으로 적층하는 단계와;상기 폴리실리콘층상에 게이트전극이 형성될 부위에 감광막을 적층하여 마스킹식각공정으로 게이트전극을 형성한 후 활성영역에 이온을 주입하여 LDD영역을 형성하는 단계와;상기 단계 후에 상기 LDD영역의 내측으로 경사지게 아르곤이온을 주입하여 LDD영역의 내측 부분에 인접하여 아르곤이온주입영역을 형성하는 단계와;상기 단계 후에 게이트전극의 양측면에 스페이서막을 형성한 후에 LDD영역에 고농도의 이온을 주입하여 소오스/드레인을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 모스형 트랜지스터 제조방법
- 제 1 항에 있어서, 상기 아르곤이온주입영역에 주입되는 아르곤이온은 5°∼ 10°로 경사지게 주입되는 것을 특징으로 하는 모스형 트랜지스터 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 아르곤이온은 7°의 기울기로 주입되는 것을 특징으로 하는 모스형 트랜지스터 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 아르곤이온주입영역은 상기 LDD영역보다 하측부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 모스형 트랜지스터 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 아르곤이온주입영역에 주입되는 아르곤이온의 도스농도는 4.0E14 이하 인 것을 특징으로 하는 모스형 트랜지스터 형성방법.
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