KR20000041809A - 트랜지스터의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트랜지스터의 제조방법에 관한 것으로서 제 1 도전형의 반도체기판상에 산화막을 형성하는 공정과, 상기 산화막상에 제 2 도전형의 전도층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 도전형의 전도층상에 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층상의 폴리머 레지스트막을 패터닝하는 공정과, 상기 레지스트막을 마스크로 하여 상기 절연층과 상기 전도층을 패터닝하는 공정과, 상기 반도체기판내에 0°방식의 이온주입으로 상기 제 2 도전형의 제 1 불순물영역을 형성하는 공정과, 상기 레지스트막을 베이크처리하여 상기 절연층 및 상기 전도층 측벽에 폴리머 스페이서를 형성하는 공정과, 상기 반도체기판내에 상기 제 2 도전형의 제 2 불순물영역을 형성하는 공정을 구비한다. 따라서, 트랜지스터 게이트 전극위의 레지스트막을 베이크 처리방법만으로 게이트 측벽에 폴리머 스페이서를 형성함으로서 트랜지스터의 제조방법이 간단해지며, 생산성을 더 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Description

트랜지스터의 제조방법 (Manufacturing Method of Transistors)
본 발명은 트랜지스터의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, LDD(Lightly Doped Drain)을 형성하는 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체장치의 제조공정도이다.
도 1a를 참조하면, 소자의 활성영역을 한정하는 필드산화막(13)이 선택적으로 형성된 P형 반도체기판(11)표면에 게이트산화막(15)과 제 1 전도층 (Conductor Layer)(17) 과 제 1 절연층(Insulation Layer)(19)을 성장 또는 증착 형성한다. 이어서 포토리쏘그래피(Photo Lithography)방법으로 게이트(Gate)가 형성되는 부분에 레지스트막(101)을 형성한다
상기에서 게이트산화막(15)은 두께 110Å인 열산화한 실리콘산화막(SiO2)이며, 제 1 전도층(17)은 CVD(Chemical Vapor Deposition, 이하 CVD 라 칭함)방법으로 불순물이 도핑된 두께 1000Å인 다결정실리콘(Polycrystalline Silicon)이며, 제 1 절연층(19)은 CVD방법으로 증착된 두께 1500Å인 실리콘산화막(SiO2)이다.
도 1b를 참조하면, 레지스트막(101)을 마스크(Masking)로 하여 레지스트막(101)이 없는 부분을 플라즈마 에칭(Plasma Etching)방법으로 제거하여 게이트를 패터닝한다. 이어서 레지스트막(101)을 제거한(Strip)후 패터닝된 제 1 절연층(19) 과 제 1 전도층(17)을 마스크(Masking)로 한 자기정렬 (Self-Aligned) 이온주입방법으로 소스/드레인 형성영역에 N- 영역(41)을 형성한다.
상기에서 제 1 절연층(19) 및 제 1 전도층(17)을 플라즈마 에칭방법으로 제거하여
반도체기판(11)상의 열산화한 실리콘산화막(SiO2)(도시하지 않음)을 노출시킨다.
상기에서 제 1 전도층(17)은 게이트전극을 형성하며, 제 1 절연층(19)은 캡절연막(Cap Insulation Layer)을 형성한다.
상기에서 반도체기판(11)내로 에너지 40 KeV, 도우즈 2.0 E 13 / ㎠ 인 인(P)을 이온주입하여 소스/드레인 형성영역에 N- 영역(41)을 형성한다.
도 1c를 참조하면, 반도체기판표면에 제 2 절연층(Insulation Layer)(21)을 증착 형성한다.
상기에서 제 2 절연층(21)은 CVD방법으로 증착된 두께 2500Å인 실리콘산화막(SiO2)이다.
도 1d를 참조하면, 제 2 절연층(21)을 전면(Blanket) 이방성(Anisotropic) 플라즈마 에칭(Plasma Etching)방법으로 식각하여 제 1 절연층(19) 및 제 1 전도층(17)의 측벽(Side Wall)에 스페이서(Spacer,22)를 형성한다.
상기에서 제 2 절연층(21)을 RIE(Reactive Ion Etching)방식의 플라즈마 에칭방법으로 식각하여 반도체기판(11)상의 열산화한 실리콘산화막(SiO2)(도시하지 않음)을 노출시키며, 제 1 절연층(19) 및 제 1 전도층(17)의 측벽(Side Wall)에 CVD 실리콘산화막(SiO2) 의 스페이서(Spacer,22)를 형성한다.
상기에서 스페이서(Spacer,22)의 밑부분(Bottom)의 폭(Width)은 0.2㎛이다.
도 1e를 참조하면, 제 1 절연층(19) 및 제 1 전도층(17)과 제 1 절연층(19) 및 제 1 전도층(17)의 양측에 놓인 2개의 스페이서(22)를 마스크(Masking)로 한 자기정렬 (Self-Aligned) 이온주입방법으로 소스/드레인 형성영역에 N+ 영역(43)을 형성한다.
상기에서 반도체기판(11)내로 에너지 40 KeV, 도우즈 2.0 E 15 / ㎠ 인 비소(As)을 이온주입하여 소스/드레인 형성영역에 N+ 영역(43)을 형성한다.
상기에서 MOS 트랜지스터의 채널(Channel)근방의 에지(Edge)부는 트랜지스터 소스/드레인 영역의 N- 영역(Lightly Doped Section)을 형성하고, 채널(Channel)근방의 에지(Edge)부로부터 떨어진 부분은 도우즈 양이 높은 비소(As)이온이 인(P)이온을 흡수(Merge)하여 N+ 영역(Heavily Doped Region)을 형성한다.
그러나, 상술한 종래 기술은 CVD 실리콘산화막으로 게이트측벽의 스페이서를 형성시 추가공정의 필요(Requirement) 및 공정시간의 장시간화함에 따른 양산성등의 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 트랜지스터 게이트 전극위의 레지스트막을 베이크처리방법으로 게이트 측벽에 폴리머 스페이서를 형성하는 트랜지스터의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 제거할 수 있는 폴리머 스페이서를 형성하는 트랜지스터의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트랜지스터의 제조방법은 제 1 도전형의 반도체기판상에 산화막을 형성하는 공정과, 상기 산화막상에 제 2 도전형의 전도층을 형성하는 공정과, 상기 제 2 도전형의 전도층상에 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층상의 폴리머 레지스트막을 패터닝하는 공정과, 상기 레지스트막을 마스크로 하여 상기 절연층과 상기 전도층을 패터닝하는 공정과, 상기 반도체기판내에 0°방식의 이온주입으로 상기 제 2 도전형의 제 1 불순물영역을 형성하는 공정과, 상기 레지스트막을 베이크처리하여 상기 절연층 및 상기 전도층 측벽에 폴리머 스페이서를 형성하는 공정과, 상기 반도체기판내에 상기 제 2 도전형의 제 2 불순물영역을 형성하는 공정을 구비한다.
도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체장치의 제조공정도이다.
도 2a 내지 도 2e 는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조 공정도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도2e는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조 공정도이다.
도 2a를 참조하면, 소자의 활성영역을 한정하는 필드산화막(63)이 선택적으로 형성된 P형 반도체기판(61)표면에 게이트산화막(65)과 제 1 전도층 (Conductor Layer)(67) 과 제 1 절연층(Insulation Layer)(69)을 성장 또는 증착 형성한다. 이어서 포토리쏘그래피(Photo Lithography)방법으로 게이트(Gate)가 형성되는 부분에 레지스트막(201)을 형성한다
상기에서 게이트산화막(65)은 두께 110Å인 열산화한 실리콘산화막(SiO2)이며, 제 1 전도층(67)은 CVD방법으로 불순물이 도핑된 두께 1000Å인 다결정실리콘(Polycrystalline Silicon)이며, 제 1 절연층(69)은 CVD방법으로 증착된 두께 1500Å인 실리콘산화막(SiO2)이다.
도 2b를 참조하면, 레지스트막(201)을 마스크(Masking)로 하여 레지스트막(201)이 없는 부분을 플라즈마 에칭(Plasma Etching)방법으로 제거하여 게이트를 패터닝한다. 이어서 패터닝된 제 1 절연층(69) 및 제 1 전도층(67) 과 제 1 절연층(69)상의 레지스트막(201)을 마스크(Implant Mask)로 한 자기정렬 (Self-Aligned) 이온주입방법으로 소스/드레인 형성영역에 N- 영역(91)을 형성한다.
상기에서 제 1 절연층(69) 및 제 1 전도층(67)을 플라즈마 에칭방법으로 제거하여
반도체기판(61)상의 열산화한 실리콘산화막(SiO2)(도시하지 않음)을 노출시킨다.
상기에서 제 1 전도층(67)은 게이트전극을 형성하며, 제 1 절연층(69)은 캡절연막(Cap Insulation Layer)을 형성한다.
상기에서 반도체기판(61)내로 측방향음영(Lateral Shadowing)효과를 없애기 위하여 통상의 7°기울어진(Off-Axis) 이온주입방법 대신 0°방식인 이온주입방법(Vertical Implant)으로 에너지 40 KeV, 도우즈 2.0 E 13 / ㎠ 인 인(P)을 소스/드레인 형성영역에 N- 영역(91)을 형성한다.
상기에서 반도체기판표면에 노출된 열산화한 실리콘산화막(SiO2)(도시하지 않음)은 0°방식인 이온주입(Vertical Implant)시 채널링현상(Channeling)을 감소시키는 스크린 산화막(Screen Oxide)의 역할을 한다.
도 2c를 참조하면, 반도체기판(61)을 베이크(Bake)처리하여 제 1 절연층(69)상의 레지스트막(201)을 유동상태(Thermal Flow)로 만들어 제 1 절연층(69) 및 제 1 전도층(67)의 측벽(Side Wall)과 제 1 절연층(69)의 상부표면을 덮고 있는 소정두께의 레지스트층(202)을 형성한다.
상기에서 베이크(Bake)처리는 2 단계로, 1단계에서는 공정온도 110℃, 공정시간 90초(Second) 이며, 2단계에서는 공정온도 160℃, 공정시간 90초(Second)이다.
상기에서 레지스트층(202)은 PAC(Photo Active Compound) 및 솔벤트(Solvent) 및 레진(Resin)으로 이루어진 폴리머(Polymer)이다.
상기에서 제 1 절연층(69) 및 제 1 전도층(67)의 측벽(Side Wall)과 제 1 절연층(69)상에 폴리머(Polymer)의 스페이서(Spacer,72)를 형성한다.
상기에서 스페이서(Spacer,72)의 밑부분(Bottom)의 폭(Width)은 0.2㎛이다.
도 2d를 참조하면, 제 1 절연층(69) 및 제 1 전도층(67)의 측벽(Side Wall)에 형성된 스페이서(72)를 마스크(Masking)로 한 자기정렬 (Self-Aligned) 이온주입방법으로 소스/드레인 형성영역에 N+ 영역(93)을 형성한다.
상기에서 반도체기판(61)내로 에너지 40 KeV, 도우즈 2.0 E 15 / ㎠ 인 비소(As)을 이온주입하여 소스/드레인 형성영역에 N+ 영역(93)을 형성한다.
도 2e를 참조하면, 레지스트층(202)을 제거하여(Strip) 스페이서(Spacer,72)가 없는 MOS 트랜지스터 구조를 형성한다.
상기에서 MOS 트랜지스터의 채널(Channel)근방의 에지(Edge)부는 트랜지스터 소스/드레인 영역의 N- 영역(Lightly Doped Section)을 형성하고, 채널(Channel)근방의 에지(Edge)부로부터 떨어진 부분은 도우즈 양이 높은 비소(As)이온이 인(P)이온을 흡수(Merge)하여 N+ 영역(Heavily Doped Region)을 형성한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 트랜지스터의 제조방법은 게이트 전극위의 레지스트막을 2단계 베이크 처리방법으로 유동상태로 하여 게이트 측벽에 폴리머 스페이서를 형성하며, 이 스페이서를 마스크로 한 자기정렬 (Self-Aligned) 이온주입방법으로 소스/드레인 형성영역에 N+ 영역을 형성한다.
따라서, 본 발명은 트랜지스터 게이트 전극위의 레지스트막을 베이크 처리방법만으로 게이트 측벽에 폴리머 스페이서를 형성함으로서 트랜지스터의 제조방법이 간단해지며, 생산성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (3)

  1. 제 1 도전형의 반도체기판상에 산화막을 형성하는 공정과,
    상기 산화막상에 제 2 도전형의 전도층을 형성하는 공정과,
    상기 제 2 도전형의 전도층상에 절연층을 형성하는 공정과,
    상기 절연층상의 폴리머 레지스트막을 패터닝하는 공정과,
    상기 레지스트막을 마스크로 하여 상기 절연층과 상기 전도층을 패터닝하는 공정과,
    상기 반도체기판내에 0°방식의 이온주입으로 상기 제 2 도전형의 제 1 불순물영역을 형성하는 공정과,
    상기 레지스트막을 베이크처리하여 상기 절연층 및 상기 전도층 측벽에 폴리머 스페이서를 형성하는 공정과,
    상기 반도체기판내에 상기 제 2 도전형의 제 2 불순물영역을 형성하는 공정을 구비하는 트랜지스터의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제 2 불순물영역의 저항이 상기 제 1 불순물영역의 저항보다 낮은 것으로 형성하는 트랜지스터의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리머 스페이서는 제거할 수 있는 스페이서로 형성하는 트랜지스터의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100368244B1 (ko) * 2000-08-22 2003-02-07 주식회사 포스코 용접열영향부 인성이 우수한 용접구조용 강재의 제조방법
KR100978044B1 (ko) * 2003-10-01 2010-08-26 매그나칩 반도체 유한회사 레지스터 제조 방법
CN104149669A (zh) * 2014-08-27 2014-11-19 长城汽车股份有限公司 用于车辆的后排座椅头枕和具有其的车辆
CN105235559A (zh) * 2015-10-26 2016-01-13 成都云科新能汽车技术有限公司 一种可降低追尾碰撞中颈部伤害的座椅头枕

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