KR20010005298A - 반도체소자의 트랜지스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체소자의 트랜지스터에 관한 것으로,

드레인 영역으로 예정된 부분의 채널 폭이 넓게 형성된 활성영역이 구비되고, 상기 활성영역의 크기가 바뀌는 부분 상측에 게이트전극이 구비되어 채널을 통해 플로우된 전류를 드레인 영역에서 분산시켜 소자의 구동시 동작 특성을 향상시킬 수 있어 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키는 기술이다.

Description

반도체소자의 트랜지스터{Transistor of semiconductor device}

본 발명은 반도체소자의 트랜지스터에 관한 것으로, 특히 활성영역을 형성할때 채널영역의 폭보다 드레인 영역의 폭을 크게 형성하여 채널을 따라온 전류를 전계가 크게 걸리는 드레인 부근에서 분산시켜 트랜지스터의 열화를 방지하는 기술에 관한 것이다.

반도체소자가 고집적화될수록 열공정이 최소화되고 불순물의 농도가 더욱 얇게 진행되어 이에 따른 전류나 저항 특성이 더욱 열악해지고 있다.

이러한 문제점을 개선하고자 기판이나 트랜지스터의 전반적인 불순물 농도를 높혀가고 있는 추세이다.

상기 트랜지스터를 동작시킬때 드레인 부근에서 큰 전계를 발생하게 되고, 이 전계에 의하여 핫 캐리어 ( hot carrier ) 가 형성되고, 이로 인하여 트랜지스터의 채널 길이가 길어지고 소오스 ( source ) 와 드레인 ( drain ) 사이에서 펀치쓰루 효과 ( punch through effect ) 가 발생됨으로써 문턱전압이 낮아져 낮은 전압에서도 브레이크다운 ( breakdown ) 이 발생된다.

한편, 상기 핫캐리어란 모스 트랜지스터 ( MOS transistor ) 에서 인가되는 게이트 전압이나 드레인 전압 혹은 기판 바이어스 등에 의하여 산화막 부근의 필드영역에 강한 전장이 형성되면, 상기 필드영역의 자유운반자 ( free carrier ) 들이 많은 운동에너지를 갖게되는데 이런 자유운반자를 핫캐리어라고 한다. 그리고, 상기 핫캐리어가 산화막과 실리콘간의 에너지 장벽을 넘어 산화막으로 주입되는 경우를 핫캐리어 효과 ( hot carrier effect ) 라고 한다.

상기한 핫 캐리어에 의한 트랜지스터의 특성 열화를 방지하기 위하여, 현재는 LDD 구조의 트랜지스터를 형성하여 사용함으로써 드레인 부근의 전계를 감소시켜 트랜지스터의 신뢰성을 향상시켰다.

그러나, 회로의 동작을 고려하여 소오스와 드레인이 정해져 있는 트랜지스터에서 LDD 구조는 소오스쪽 저항을 크게 하여 트랜지스터의 전류-전압 특성이 열화되게 한다.

도시되진않았으나, 종래기술에 따른 LDD 구조의 트랜지스터를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 반도체기판 상의 활성영역을 정의하는 소자분리영역을 정의하고, 상기 활성영역을 포함한 전체표면상부에 게이트절연막과 게이트전극용 도전체를 증착하고 이를 패터닝하여 게이트전극을 형성한다.

그리고, 상기 게이트전극을 마스크로하여 상기 반도체기판에 저농도의 불순물을 주입하여 저농도의 소오스/드레인 접합영역을 형성한다.

그리고, 상기 게이트전극 측벽에 절연막 스페이서를 형성하고 상기 절연막 스페이서와 게이트전극을 마스크로하여 상기 반도체기판에 고농도의 불순물을 주입하여 고농도의 소오스/드레인 접합영역을 형성함으로써 LDD 구조의 트랜지스터를 형성한다.

상기한 바와같이 종래기술에 따른 반도체소자의 트랜지스터는, 반도체소자의 소오스/드레인 접합영역을 LDD 구조로 형성하여 핫 캐리어에 의한 특성 열화를 방지하였으나, 소자의 구동시 소오스 접합영역의 저항을 크게 하여 트랜지스터의 전류-전압 특성을 열화시켜 소자의 동작 특성을 열화시키고 그에 따른 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 트랜지스터의 채널 영역보다 드레인 영역의 폭을 크게 형성함으로써 채널을 통과한 전류를 분산시켜 드레인 영역에서 핫 캐리어에 의한 트랜지스터의 특성 열화를 방지하고 그에 따른 반도체소자의 특성 및 신뢰성을 향상시키는 반도체소자의 트랜지스터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 내지 도 4 는 본 발명의 제1,2,3,4실시예에 따른 반도체소자의 트랜지스터를 도시한 평면도.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

1 : 활성영역 2 : 게이트전극

이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체소자의 트랜지스터는,

반도체소자의 단방향 트랜지스터에 있어서,

드레인 영역으로 예정된 부분의 채널 폭이 넓게 형성된 활성영역이 구비되고,

상기 활성영역의 크기가 바뀌는 부분 상측에 게이트전극이 구비되어 채널을 통해 플로우된 전류를 드레인 영역에서 분산시키는 것으로서,

상기 드레인 영역은 비선형적으로 넓게 구비되고,

상기 드레인 영역은 선형적으로 넓게 구비되는 것을 제1특징으로한다.

그리고, 이상의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체소자의 트랜지스터는,

반도체소자의 양방향 트랜지스터에 있어서,

불순물 접합영역으로 예정된 부분의 채널 폭이 넓게 형성된 활성영역이 구비되고,

상기 활성영역의 크기가 바뀌는 부분 상측에 게이트전극이 구비되어 채널을 통해 플로우된 전류를 불순물 접합영역에서 분산시키는 것으로서,

상기 불순물 접합영역은 비선형적으로 넓게 구비되고,

상기 불순물 접합영역은 선형적으로 넓게 구비되는 것을 제2특징으로한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 1b 는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체소자의 트랜지스터 형성방법을 도시한 평면도로서, 단방향으로 사용하는 트랜지스터를 도시한다.

먼저, 반도체기판(도시안됨) 상부에 활성영역(1)을 정의하는 소자분리막(도시안됨)을 형성한다.

이때, 상기 활성영역(1)은 드레인 영역으로 예정된 부분의 폭이 다른 부분에 비하여 넓게 형성된다. (도 1a)

그 다음, 상기 활성영역(1) 상부를 지나는 게이트전극(2)을 형성하되, 상기 활성영역의 폭, 즉 채널의 폭이 넓어지는 부분 상부에 형성한다. (도 1b)

도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체소자의 트랜지스터 형성방법을 도시한 평면도로서, 단방향으로 사용하는 트랜지스터를 도시하되, 상기 제1실시예의 드레인 영역을 사각형 구조로 형성한 것이다.

도 3a 및 도 3b 는 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체소자의 트랜지스터 형성방법을 도시한 평면도로서, 양방향으로 사용하는 트랜지스터를 도시한다.

먼저, 반도체기판(도시안됨) 상부에 활성영역(1)을 정의하는 소자분리막(도시안됨)을 형성한다.

이때, 상기 활성영역(1)은 불순물 접합영역으로 예정된 부분의 폭이 다른 부분에 비하여 넓게 형성된다. (도 3a)

그 다음, 상기 활성영역(1) 상부를 지나는 게이트전극(2)을 형성하되, 상기 활성영역의 폭, 즉 채널의 폭이 넓어지는 부분 상부에 형성한다. (도 3b)

도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 제4실시예에 따른 반도체소자의 트랜지스터 형성방법을 도시한 평면도로서, 양방향으로 사용하는 트랜지스터를 도시하되, 상기 제3실시예의 불순물 접합영역을 사각형 구조로 형성한 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 반도체소자의 트랜지스터는, 트랜지스터의 드레인 영역을 채널 폭에 비하여 넓게 형성함으로써 전류의 통로를 넓게 만들어 채널을 흘러온 전류를 분산시켜 드레인 부근에서의 핫 캐리어에 의한 트랜지스터 특성 열화를 감소시키고 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 반도체소자의 단방향 트랜지스터에 있어서,

   드레인 영역으로 예정된 부분의 채널 폭이 넓게 형성된 활성영역이 구비되고,

   상기 활성영역의 크기가 바뀌는 부분 상측에 게이트전극이 구비되어 채널을 통해 플로우된 전류를 드레인 영역에서 분산시키는 것을 특징으로하는 반도체소자의 트랜지스터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 드레인 영역은 비선형적으로 넓게 구비되는 것을 특징으로하는 반도체소자의 트랜지스터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 드레인 영역은 선형적으로 넓게 구비되는 것을 특징으로하는 반도체소자의 트랜지스터.
4. 반도체소자의 양방향 트랜지스터에 있어서,

   불순물 접합영역으로 예정된 부분의 채널 폭이 넓게 형성된 활성영역이 구비되고,

   상기 활성영역의 크기가 바뀌는 부분 상측에 게이트전극이 구비되어 채널을 통해 플로우된 전류를 불순물 접합영역에서 분산시키는 것을 특징으로하는 반도체소자의 트랜지스터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 불순물 접합영역은 비선형적으로 넓게 구비되는 것을 특징으로하는 반도체소자의 트랜지스터.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 불순물 접합영역은 선형적으로 넓게 구비되는 것을 특징으로하는 반도체소자의 트랜지스터.