KR20000051983A - 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법에 관한 것으로, 종래 OME 기술의 경우에는 화학기상증착법을 통해 형성되는 산화막의 두께에 결정적인 영향을 받게 되는데, 이 산화막의 두께를 균일하고 안정적으로 형성시키기가 매우 어렵고 또한 산화막의 형성은 웨이퍼 상의 패턴형태에도 영향을 받게 되므로, 실제 공정에 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 트랜지스터의 코발트 실리사이드가 형성될 영역에 Si 또는 Ge중 선택된 하나의 이온을 주입하는 공정과; 상기 이온이 주입된 영역의 상부에 코발트를 증착한 후, 빠른 열처리를 통해 코발트 실리사이드를 형성하는 공정으로 이루어지는 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법을 제공함으로써, 이온주입을 통해 코발트의 확산을 억제하여 단결정 코발트 실리사이드를 형성함에 따라 종래 산화막을 형성하는 것에 비해 공정의 단순화 및 공정제어가 간편해지며, 저항 및 열안정성과 표면거칠기가 향상된 코발트 실리사이드를 형성함에 따라 접합누설전류를 최소화하고, 게이트산화막의 특성을 향상시킬 수 있게 되어 반도체소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법에 관한 것으로, 특히 공정의 단순화 및 전기적특성의 향상에 기여할 수 있는 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 코발트 실리사이드(CoSi2)는 고속동작이 요구되는 소자(논리소자등)의 전극재료로 사용되며, 트랜지스터의 소스/드레인 및 게이트영역에 코발트를 증착하고 열처리하여 다결정의 형태로 형성한다.
그러나, 박막의 형태는 단결정일 경우에 다결정에 비해 전기적 및 물성적 특성이 우수해진다는 사실은 잘 알려져 있다. 따라서, 코발트 실리사이드의 구조를 단결정화하여 소자의 특성을 향상시키기 위한 노력이 진행되고 있으며, 상기 노력의 결과로 산화막을 매개체로 하여 단결정 코발트 실리사이드를 성장시키는 OME(oxide mediated epitaxy) 기술이 Jpn. J. Appl. Phys. Vpl. 36(1997) pp. 1650-1654에 공지되어 있다.
이와같은 OME 기술에 의한 종래의 단결정 코발트 실리사이드 형성방법을 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 트랜지스터의 코발트 실리사이드가 형성될 영역(소스/드레인 및 게이트 상부)에 화학기상증착법(chemical vapor deposition : CVD)을 통해 약 10Å∼30Å의 두께로 산화막을 형성한다.
그리고, 상기 산화막의 상부에 코발트를 증착하고, 약 500℃∼700℃의 빠른 열처리(rapid thermal annealing : RTA)를 실시하여 코발트 실리사이드를 형성한다.
상기한 바와같이 형성되는 코발트 실리사이드는 단결정의 형태인 것이 관찰되었는데, 이는 상기 화학기상증착법을 통해 10Å∼30Å의 두께로 형성된 산화막이 열처리시 코발트의 확산을 억제하기 때문인 것으로 알려져 있다.
그러나, 상기한 바와같은 OME 기술에 의한 종래의 단결정 코발트 실리사이드 형성방법은 화학기상증착법을 통해 형성되는 산화막의 두께에 결정적인 영향을 받게 되는데, 이 산화막의 두께를 균일하고 안정적으로 형성시키기가 매우 어렵고 또한 산화막의 형성은 웨이퍼 상의 패턴형태에도 영향을 받게 되므로, 실제 공정에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 이온주입을 통해 코발트의 확산을 억제하여 단결정 코발트 실리사이드를 형성함으로써, 공정을 단순화함과 아울러 전기적특성을 향상시킬 수 있는 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법을 제공하는데 있다.
도1은 종래의 기술과 본 발명의 기술에 의해 형성된 단결정 코발트 실리사이드의 면저항을 비교도시한 그래프도.
도2는 종래의 기술과 본 발명의 기술에 의해 형성된 단결정 코발트 실리사이드의 표면거칠기를 비교도시한 그래프도.
상기한 바와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법은 트랜지스터의 코발트 실리사이드가 형성될 영역에 Si 또는 Ge중 선택된 하나의 이온을 주입하는 공정과; 상기 이온이 주입된 영역의 상부에 코발트를 증착한 후, 빠른 열처리를 통해 코발트 실리사이드를 형성하는 공정을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기한 바와같은 본 발명에 의한 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법을 좀더 상세히 설명한다.
먼저, 트랜지스터의 코발트 실리사이드가 형성될 영역(소스/드레인 및 게이트 영역)에 Si 또는 Ge 이온을 주입한다. 이때, Si 또는 Ge 이온의 주입거리는 소스/드레인 영역을 형성하기 위한 불순물이온의 주입거리의 절반정도가 되도록 하고, 주입량은 소스/드레인 영역을 형성하기 위한 불순물이온의 조사량의 10%∼100%정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 이온이 주입된 영역의 상부에 코발트를 증착한 후, 빠른 열처리를 통해 코발트 실리사이드를 형성한다. 이때, 빠른 열처리는 종래와 동일한 조건으로 실시한다.
일반적으로, 소스/드레인 영역을 형성하기 위한 불순물이온을 주입하면 표면에 공공(vacancy type)의 격자결함이 발생하여 불순물의 확산이 보다 잘 이루어지게 되고, 따라서 이후에 증착되는 코발트가 소스/드레인 및 게이트 영역으로의 확산이 증가하여 무질서(ramdom)한 코발트 실리사이드가 형성되고, 최종적으로 다결정 코발트 실리사이드가 형성되도록 한다.
그러나, 상기한 바와같이 Si 또는 Ge 이온의 주입 거리 및 조사량을 설정하게 되면, 소스/드레인 영역을 형성하기 위한 불순물이온 주입시에 표면에 발생하는 격자결함을 제거하여 코발트의 확산을 억제하게 되므로, 단결정 코발트 실리사이드의 형성이 가능해진다.
한편, 도1은 종래의 기술과 본 발명의 기술에 의해 형성된 단결정 코발트 실리사이드의 면저항을 비교도시한 그래프도로서, 이에 도시한 바와같이 종래의 기술에 비해 본 발명의 기술에 의해 형성된 단결정 코발트 실리사이드가 낮은 면저항을 갖는 것을 알 수 있다.
그리고, 도2는 종래의 기술과 본 발명의 기술에 의해 형성된 단결정 코발트 실리사이드의 표면거칠기를 비교도시한 그래프도로서, 상기와 마찬가지로 본 발명의 기술에 의해 형성된 단결정 코발트 실리사이드가 낮은 표면거칠기를 갖는 것을 알 수 있다.
상기 도1 및 도2의 그래프도로 살펴본 바와같이 본 발명에 의해 형성된 단결정 코발트 실리사이드는 면저항, 표면거칠기 및 열안정성이 향상되어 반도체소자의 접합누설전류를 최소화함과 아울러 게이트산화막의 특성향상에 기여한다.
상술한 바와같이 본 발명에 의한 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법은 이온주입을 통해 코발트의 확산을 억제하여 단결정 코발트 실리사이드를 형성함에 따라 종래 산화막을 형성하는 것에 비해 공정의 단순화 및 공정제어가 간편해지며, 저항 및 열안정성과 표면거칠기가 향상된 코발트 실리사이드를 형성함에 따라 접합누설전류를 최소화하고, 게이트산화막의 특성을 향상시킬 수 있게 되어 반도체소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 트랜지스터의 코발트 실리사이드가 형성될 영역에 Si 또는 Ge중 선택된 하나의 이온을 주입하는 공정과; 상기 이온이 주입된 영역의 상부에 코발트를 증착한 후, 빠른 열처리를 통해 코발트 실리사이드를 형성하는 공정을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 Si 또는 Ge 이온의 주입거리는 소스/드레인 영역을 형성하기 위한 불순물이온 주입거리의 1/2이 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 Si 또는 Ge 이온의 주입량은 소스/드레인 영역을 형성하기 위한 불순물이온 조사량의 10%∼100%가 되도록 조절하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법.
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| KR1019990002738A KR20000051983A (ko) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법 |
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| KR1019990002738A KR20000051983A (ko) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 반도체소자의 코발트 실리사이드 형성방법 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100401500B1 (ko) * | 2001-01-02 | 2003-10-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체장치의 제조방법 |
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1999
- 1999-01-28 KR KR1019990002738A patent/KR20000051983A/ko not_active Application Discontinuation
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