KR20010054509A - Method of fabricating semiconductor devices - Google Patents

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KR20010054509A
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    • H01L27/0921Means for preventing a bipolar, e.g. thyristor, action between the different transistor regions, e.g. Latchup prevention

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a semiconductor device is provided to control a latch-up phenomenon, by forming an inversion channel so that a voltage between a base and an emitter of an npn-type parasitic bipolar transistor increases. CONSTITUTION: A gate insulation layer is formed on a semiconductor substrate(20) of the first conductivity type. A gate(22) is formed on the gate insulation layer. An insulation material as a passivation layer is formed on an exposed surface of the gate. An electrode(24) for forming a channel is formed on the gate insulation layer and the passivation layer located on a source formation region of the gate, and a side surface of the gate adjacent to a drain region is exposed. Low density impurity ions of the second conductivity type are doped into only the drain region of the gate. A gate sidewall spacer(26) is formed on a side surface of the exposed gate. High density impurity ions of the second conductivity type are doped into the source region and the drain region of the semiconductor substrate. An insulation layer is formed on the entire surface of the semiconductor substrate.

Description

반도체장치의 제조방법{Method of fabricating semiconductor devices}Method of fabricating semiconductor devices

본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로서 특히, 소스영역에 해당하는 기판의 활성영역에 소정의 전압을 인가하는 방법으로 인버젼 채널(inversion channel)을 형성하므로서 NMOS 소자의 소스로 이용하는 트랜지스터를 제조하므로서 소스의 졍션깊이를 감소시켜 상대적으로 웰의 졍션깊이를 증가시키므로서 이웃한 웰을 포함하는 기판에 형성되는 기생바이폴라트랜지스터의 턴온을 방지하므로서 래치업(latch up)현상을 개선하도록한 반도체장치의 트랜지스터 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, a transistor used as a source of an NMOS device is formed by forming an inversion channel by applying a predetermined voltage to an active region of a substrate corresponding to a source region. Thus, the semiconductor device is designed to improve the latch-up phenomenon by preventing the turn-on of parasitic bipolar transistors formed on the substrate including neighboring wells by decreasing the junction depth of the source, thereby increasing the junction depth of the well. It relates to a transistor manufacturing method.

반도체장치가 고집적화 됨에 따라 각각의 셀은 미세해져 내부의 전계 강도가 증가된다. 이러한 전계 강도의 증가는 소자 동작시 드레인 부근의 공핍층에서 채널영역의 캐리어를 가속시켜 게이트산화막으로 주입시키는 핫-캐리어 효과(hot-carrier effect)를 일으킨다. 상기 게이트산화막에 주입된 캐리어는 반도체기판과 게이트산화막의 계면에 준위를 생성시켜 드레쉬홀드전압(threshold voltage : VTH)을 변화시키거나 상호 컨덕턴스를 저하시켜 소자 특성을 저하시킨다. 그러므로, 핫-캐리어 효과에 의한 소자 특성의 저하를 감소시키기 위해 LDD(Lightly Doped Drain) 등과 같이 드레인 구조를 변화시킨 구조를 사용하여야 한다.As the semiconductor device is highly integrated, each cell becomes finer and the internal electric field strength is increased. This increase in electric field strength causes a hot-carrier effect in which the carrier of the channel region is accelerated and injected into the gate oxide layer in the depletion layer near the drain during operation of the device. The carrier injected into the gate oxide film creates a level at the interface between the semiconductor substrate and the gate oxide film, thereby changing the threshold voltage (V TH ) or decreasing the mutual conductance, thereby degrading device characteristics. Therefore, in order to reduce the deterioration of device characteristics due to the hot-carrier effect, a structure in which the drain structure is changed such as a lightly doped drain (LDD) or the like should be used.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 반도체장치의 LDD(lightly doped drain)구조의 트랜지스터 제조 공정단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views of a transistor manufacturing process of a lightly doped drain (LDD) structure of a semiconductor device according to the prior art.

도 1a를 참조하면, 반도체기판인 P형의 실리콘기판(10) 표면의 소정 부분에 LOCOS(Local Oxidation of Silicon), STI(shallow trench isolation) 등의 통상적인 선택산화방법에 의해 필드산화막(도시안함)을 형성하여 소자의 활성영역 및 필드영역을 한정한다.Referring to FIG. 1A, a field oxide film (not shown) is formed on a predetermined portion of the surface of a P-type silicon substrate 10, which is a semiconductor substrate, by a conventional selective oxidation method such as local oxide of silicon (LOCOS), shallow trench isolation (STI), or the like. ) To define the active and field regions of the device.

그 다음, 반도체기판(10)의 표면을 열산화하여 게이트절연막용 산화막을 성장시켜 형성한다.Then, the surface of the semiconductor substrate 10 is thermally oxidized to form an oxide film for a gate insulating film.

그리고, 게이트절연막용 산화막의 상부에 도핑된 다결정실리콘층을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하, CVD라 칭함) 방법으로 증착한다.The polysilicon layer doped on the oxide film for gate insulating film is deposited by chemical vapor deposition (hereinafter, referred to as CVD).

그 다음, 다결정실리콘층과 산화막을 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 패터닝하여 게이트(12)와 게이트산화막(11)을 한정한다. 이때 게이트의 사이즈는 게이트형성용 마스크 패턴사이즈와 동일하다.The polysilicon layer and the oxide film are then patterned by photolithography to define the gate 12 and the gate oxide film 11. At this time, the gate size is the same as the gate pattern mask pattern size.

그리고, 게이트(12)를 이온주입마스크로 사용하여 반도체기판(10)의 노출된 부분에 N형의 불순물을 저농도로 이온 주입하여 LDD 구조를 형성하기 위한 저농도 불순물 이온매몰층(13)을 형성한다.A low concentration impurity ion buried layer 13 for forming an LDD structure is formed by implanting N-type impurities at low concentration into the exposed portion of the semiconductor substrate 10 using the gate 12 as an ion implantation mask. .

도 1b를 참조하면, 게이트(12) 및 게이트산화막(11)의 측면에 절연막으로 측벽 스페이서(sidewall spacer,14)를 형성한다. 이때, 측벽 스페이서(14)는 산화실리콘을 화학기상증착으로 기판상에 증착한 후 게이트(12) 및 반도체기판(10)이 노출되도록 에치백(etchback)하므로써 형성된다.Referring to FIG. 1B, sidewall spacers 14 are formed as insulating layers on side surfaces of the gate 12 and the gate oxide layer 11. At this time, the sidewall spacers 14 are formed by depositing silicon oxide on the substrate by chemical vapor deposition and then etching back so that the gate 12 and the semiconductor substrate 10 are exposed.

그리고, 게이트(12)와 측벽 스페이서(14)를 이온주입 마스크로 사용하여 반도체기판(10)의 노출된 활성영역에 N형의 불순물을 고농도로 이온 주입하여 소오스 및 드레인영역으로 이용되는 고농도 불순뭉 이온매몰층(15)을 형성한다. 이 때, 고농도 불순물 이온매몰층(15)과 저농도 불순물 이온매몰층(13)은 서로 중첩되게 형성된다.In addition, by using the gate 12 and the sidewall spacers 14 as ion implantation masks, N-type impurities are implanted at a high concentration into the exposed active regions of the semiconductor substrate 10 to thereby be used as source and drain regions. An ion buried layer 15 is formed. At this time, the high concentration impurity ion buried layer 15 and the low concentration impurity ion buried layer 13 are formed to overlap each other.

도 1c를 참조하면, 고농도 불순물 이온매몰층(15)과 저농도 불순물 이온매몰층(13)을 포함하는 기판(10)에 어닐링 등의 열공정을 실시하여 불순물 이온매몰층(13,15)의 도판트들이 충분히 확산되도록하여 저농도 불순물 확산영역(130)과 고농도 불순물 확산영역(150)으로 이루어진 소스/드레인 졍tus을 형성한다. 따라서, NMOS 트랜지스터가 제조된다.Referring to FIG. 1C, the substrate 10 including the high concentration impurity ion buried layer 15 and the low concentration impurity ion buried layer 13 is subjected to a thermal process such as annealing to plate the impurity ion buried layers 13 and 15. The traces are sufficiently diffused to form a source / drain pittus composed of the low concentration impurity diffusion region 130 and the high concentration impurity diffusion region 150. Thus, an NMOS transistor is manufactured.

그리고, 트랜지스터를 포함하는 기판상에 산화막 등의 ILD(interlayer dielectric)층으로 층간절연층(14)을 형성한 다음, 포토리쏘그래피로 층간절연층의 소정 부위를 제거하여 고농도 불순물 확산영역(150)을 노출시키는 한 쌍의 콘택홀을 형성한다.Then, the interlayer dielectric layer 14 is formed of an interlayer dielectric (ILD) layer such as an oxide film on the substrate including the transistor, and then a predetermined portion of the interlayer dielectric layer is removed by photolithography to form a high concentration impurity diffusion region 150. A pair of contact holes are formed to expose the gap.

그 다음, 텅스텐과 알루미늄 등의 도전물질로 콘택홀을 충전시키도록 도전층을 형성한 다음 이를 패터닝하여 드레인전극(17)과 소스전극(18)을 형성한다.Next, a conductive layer is formed to fill the contact hole with a conductive material such as tungsten and aluminum, and then patterned to form a drain electrode 17 and a source electrode 18.

이와 같이 종래 기술에 따라 제조된 모스트랜지스터는 NMOS와 PMOS가 동시에 형성되는 CMOS 구조에서, NMOS의 소스용 고농도 불순물 확산영역과 p형 기판 및 PMOS가 형성된 n형 웰로 이루어진 npn 구조의 기생 바이폴라트랜지스터(BJT)를 필연적으로 형성하게 된다.As described above, the MOS transistor manufactured according to the prior art has a parasitic bipolar transistor (BJT) having an npn structure having a high concentration impurity diffusion region for an NMOS source, an n-type well formed with a p-type substrate, and a PMOS in a CMOS structure in which NMOS and PMOS are simultaneously formed. ) Will inevitably form.

따라서, 반도체장치가 고집적화 되어 트랜지스터의 크기가 감소됨에 따라 게이트의 길이가 짧아져 채널의 길이가 감소되므로 핫-캐리어의 주입(injection)에 기인한 p형 기판 벌크로의 기판전류가 증가하게 되고, 증가한 기판전류는 p형 기판의 전위(voltage potential)을 증기시켜 npn 형 바이폴라트랜지스터를 턴온(turn on)시킨다.Therefore, as the semiconductor device is highly integrated and the size of the transistor is reduced, the length of the gate is shortened and the length of the channel is decreased, thereby increasing the substrate current into the p-type substrate bulk due to the injection of hot-carriers. The increased substrate current vaporizes the voltage potential of the p-type substrate, turning on the npn-type bipolar transistor.

계속하여, 턴온된 바이폴라트랜지스터는 n형 웰의 전위(voltage potential)를 강하시키게되고, 이는 다시 PMOS의 고농도 불순물 확산영여과 n형 웰 및 p형 기판으로 이루어진 pnp구조의 바이폴라트랜지스터를 턴온시켜 p형 기판의 포텐샬을 증가시켜 래치(latch)를 초래하여 전류량이 급격하게 증가하므로, 결국, 소자가 파괴된다.Subsequently, the turned-on bipolar transistor lowers the voltage potential of the n-type well, which in turn turns on the pnp-type bipolar transistor composed of a high concentration impurity diffusion filtration N-type well and a p-type substrate of the PMOS. Since the potential of the substrate is increased to cause a latch, and the amount of current is sharply increased, the device is eventually destroyed.

따라서, 종래 기술에 따른 반도체장치의 제조방법은 소자가 고집적화됨에 따라 게이트의 임계치수(critical dimension)이 작아지게 되어 래치업 현상이 쉽게 초래되어 제조되는 반도체장치의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.Accordingly, the semiconductor device manufacturing method according to the related art has a problem in that the critical dimension of the gate is reduced as the device is highly integrated, thereby causing a latch-up phenomenon, thereby lowering the reliability of the semiconductor device manufactured.

따라서, 본 발명의 목적은 소스영역에 해당하는 기판의 활성영역에 소정의 전압을 인가하는 방법으로 인버젼 채널(inversion channel)을 형성하므로서 NMOS 소자의 소스로 이용하는 트랜지스터를 제조하므로서 소스의 졍션깊이를 감소시켜 상대적으로 웰의 졍션깊이를 증가시키므로서 이웃한 웰을 포함하는 기판에 형성되는 기생바이폴라트랜지스터의 턴온을 방지하므로서 래치업(latch up)현상을 개선하도록한 반도체장치의 트랜지스터 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to form an inversion channel by applying a predetermined voltage to an active region of a substrate corresponding to a source region, thereby manufacturing a transistor used as a source of an NMOS device, thereby reducing the junction depth of the source. It provides a method of manufacturing a transistor of a semiconductor device to improve the latch-up phenomenon by preventing the turn-on of the parasitic bipolar transistor formed on the substrate including the neighboring well by reducing the relatively increase the depth of the well of the well. have.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은 제 1 도전형 반도체기판상에 게이트절연막을 형성하는 단계와, 게이트절연막상에 게이트를 형성하는 단계와, 게이트의 노출된 표면에 절연체로 보호막을 형성하는 단계와, 게이트의 소스형성영역 상부에 위치한 게이트절연막과 보호막상에 채널형성용 전극을 형성하고 드레인영역에 인접한 게이트의 측면을 노출시키는 단계와, 게이트의 드레인영역에만 제 2 도전형 불순물이온으로 저농도 도핑시키는 단계와, 노출된 게이트의 측면에 게이트 측벽 스페이서를 형성하는 단계와, 반도체기판의 소스영역과 드레인영역을 제 2 도전형 불순물이온으로 고농도 도핑시키는 단계와, 반도체기판의 전면에 절연층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.A semiconductor device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a gate insulating film on the first conductive semiconductor substrate, forming a gate on the gate insulating film, and an insulator on the exposed surface of the gate Forming a passivation layer, forming a channel forming electrode on the gate insulating layer and the passivation layer on the source forming region of the gate, and exposing side surfaces of the gate adjacent to the drain region; Low concentration doping with impurity ions, forming gate sidewall spacers on the side of the exposed gate, high concentration doping of the source and drain regions of the semiconductor substrate with the second conductivity type impurity ions, and It comprises a step of forming an insulating layer on the front surface.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 반도체장치의 트랜지스터 제조 공정단면도1A to 1C are cross-sectional views of a transistor manufacturing process of a semiconductor device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 반도체장치의 트랜지스터 제조 공정단면도2A to 2D are cross-sectional views of a transistor manufacturing process of a semiconductor device according to the present invention.

본 발명은 LDD 도는 DDD구조의 모스소자를 제조하는데 있어서, 이들 소자의 구조가 더욱 미세화됨에 따라 트랜지스터에서의 누설전류 증가에 따른 래치-업 현상을 npn구조의 기생 바이폴라트랜지스터의 동작을 어렵게 하여 소자의 파괴를 방지하고 신뢰성을 개선한다.According to the present invention, in the fabrication of a MOS device having an LDD or DDD structure, as the structure of these devices is further refined, the latch-up phenomenon due to an increase in leakage current in the transistor makes the operation of the parasitic bipolar transistor of the npn structure difficult. Prevent destruction and improve reliability.

본 발명에서는 NMOS 트랜지스터의 소스용 저농도 불순물 확산영역을 형성하는 대신 PMOS의 소스에 인가되는 Vcc 전압을 해당 부위에 인가하여 전압인가에 의한 인버젼층을 형성하여 소자의 채널길이를 증가시키므로서 래치업을 방지한다. 즉, 수직형npn 구조의 바이폴라트랜지스터의 베이스의 밴드폭(band width)을 증가시켜 바이폴라트랜지스터의 동작을 억제하는 것이다.In the present invention, instead of forming a low concentration impurity diffusion region for a source of an NMOS transistor, a Vcc voltage applied to a PMOS source is applied to a corresponding portion to form an inversion layer by applying a voltage, thereby increasing the channel length of the device, thereby latching up. To prevent. That is, the operation of the bipolar transistor is suppressed by increasing the band width of the base of the bipolar transistor of the vertical npn structure.

다시 말하면, NMOS 트랜지스터의 소스영역에 n형 불순물 이온주입을 생략하고 상부의 Vcc 전압으로 인버젼층을 형성하므로서 n+층의 폭이 감소하여 상대적으로 p형 기판 즉 npn 바이폴라트랜지스터의 베이스의 밴드폭이 증가하므로 npn 바이폴라트랜지스터의 동작이 어려워져서 래치-업 발생이 억제된다.In other words, by omitting n-type impurity ion implantation in the source region of the NMOS transistor and forming an inversion layer with an upper Vcc voltage, the width of the n + layer is reduced, so that the bandwidth of the base of the p-type substrate, i.e., the npn bipolar transistor, is relatively high. As a result, the operation of the npn bipolar transistor becomes difficult, and latch-up occurrence is suppressed.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 반도체장치의 트랜지스터 제조 공정단면도로서 채널길이방향에서 바라본 단면도이다.2A to 2D are cross-sectional views of the transistor manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention as viewed in the channel length direction.

도 2a를 참조하면, 반도체기판인 P형의 실리콘기판(20) 표면의 소정 부분에 LOCOS(Local Oxidation of Silicon), STI(shallow trench isolation) 등의 통상적인 선택산화방법에 의해 필드산화막(도시안함)을 형성하여 소자의 활성영역 및 필드영역을 한정한다.Referring to FIG. 2A, a field oxide film (not shown) is formed on a predetermined portion of the surface of a P-type silicon substrate 20, which is a semiconductor substrate, by a conventional selective oxidation method such as LOCOS (Local Oxidation of Silicon) or STI (shallow trench isolation). ) To define the active and field regions of the device.

그 다음, 반도체기판(20)의 표면을 열산화하여 게이트절연막용 산화막(21)을 성장시켜 형성한다.Next, the surface of the semiconductor substrate 20 is thermally oxidized to form an oxide film 21 for a gate insulating film.

그리고, 게이트절연막용 산화막(21)의 상부에 도핑된 다결정실리콘층을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하, CVD라 칭함) 방법으로 증착한다.The doped polysilicon layer on the oxide insulating film 21 for gate insulating film is deposited by chemical vapor deposition (hereinafter, referred to as CVD).

그 다음, 다결정실리콘층을 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 패터닝하여 잔류한 다결정실리콘층(22)으로 이루어진 게이트(22)를 한정한다.The polysilicon layer is then patterned by photolithography to define a gate 22 made of the remaining polycrystalline silicon layer 22.

그리고, 노출된 게이트(22)의 표면을 산화시켜 소정 두께의 보호막(23)을형성한다. 이때, 기판(21)의 활성영역 표면에는 게이트 형성용 산화막(21)이 형성되어 있고, 보호막(23)은 이후 형성되는 보조채널 형성용 도전층과 충분한 절연을 위하여 충분한 두께를 갖도록 형성한다.The exposed surface of the gate 22 is oxidized to form a protective film 23 having a predetermined thickness. In this case, an oxide film 21 for forming a gate is formed on the surface of the active region of the substrate 21, and the passivation layer 23 is formed to have a sufficient thickness for sufficient insulation with a conductive layer for forming an auxiliary channel to be formed later.

도 2b를 참조하면, 게이트(22) 표면에 형성된 보호막(23)의 표면을 포함하는 산화막(21) 상에 도핑된 폴리실리콘으로 도전층을 화학기상증착으로 증착하여 형성한다.Referring to FIG. 2B, the conductive layer is formed by chemical vapor deposition using polysilicon doped on the oxide film 21 including the surface of the protective film 23 formed on the surface of the gate 22.

도전층상에 포토레지스트를 도포한 다음 노광 및 현상으로, 게이트(22) 상부와 소스형성영역의 상부에 걸친 부위를 동시에 노출시키는 포토레지스트패턴(도시안함)을 형성한다.A photoresist is applied on the conductive layer, followed by exposure and development, to form a photoresist pattern (not shown) that simultaneously exposes a portion over the gate 22 and the top of the source formation region.

그리고, 포토레지스트패턴으로 보호되지 않는 부위의 도전층과 보호막 및 기판상의 산화막을 비등방성 식각으로 차례로 제거하여 잔류한 도전층으로 이루어진 채널형성용 전극(24)과 그 하부의 게이트(22) 사이에 개재된 보호막(230) 및 게이트절연막(210)을 형성한다. 이때, 게이트절연막(210)은 게이트(22) 및 채널형성용 전극(24) 하부에 걸쳐 잔류한다.Then, between the conductive layer of the portion not protected by the photoresist pattern, the protective film, and the oxide film on the substrate are sequentially removed by anisotropic etching between the channel forming electrode 24 made of the remaining conductive layer and the gate 22 below. The interposing protective film 230 and the gate insulating film 210 are formed. In this case, the gate insulating film 210 remains over the gate 22 and the channel forming electrode 24.

따라서, 채널형성용 전극(24)과 중첩되지 않는 게이트(22) 표면이 노출되고, 또한, 기판(20)의 나머지 활성영역이 노출된다.Therefore, the surface of the gate 22 that does not overlap the channel forming electrode 24 is exposed, and the remaining active region of the substrate 20 is exposed.

그리고, 기판(20)의 드레인 형성영역에 저농도 도핑영역을 형성하기 위하여 기판상에 저농도 도핑영역 형성부위만을 노출시키는 이온주입마스크를 형성한 후, 이를 이용한 이온주입을 As, P 등의 n형 불순물 이온들을 사용하여 저농도로 기판의 노출부위에 실시하여 저농도 이온매몰층(25)을 형성하고, 이온주입마스크를제거한다. 따라서, 종래 기술에서 LDD 영역을 소스 및 드레인 형성영역 모두에 형성하는 것과 달리 본 발명의 실시예에서는 저농도 이온매몰층(25)을 드레인 영역에만 형성한다. 이는, npn형 기생 바이폴라 트랜지스터의 베이스의 밴드폭을 증가시켜 턴온(turn on)되기 어렵게 만들기 위해서이다.In order to form a lightly doped region in the drain formation region of the substrate 20, an ion implantation mask is formed on the substrate to expose only the lightly doped region formation region, and then ion implantation using the n-type impurities such as As and P is performed. By using ions at a low concentration on the exposed portion of the substrate to form a low concentration ion buried layer 25, the ion implantation mask is removed. Therefore, unlike the prior art in which the LDD region is formed in both the source and drain formation regions, the low concentration ion buried layer 25 is formed only in the drain region in the embodiment of the present invention. This is to increase the bandwidth of the base of the npn type parasitic bipolar transistor to make it difficult to turn on.

도 2c를 참조하면, 게이트(22) 및 게이트절연막(210)의 측면에 절연막으로 측벽 스페이서(sidewall spacer,26)를 형성한다. 이때, 측벽 스페이서(26)는 저농도로 도핑된 LDD 영역을 확보하기 위하여 형성되며, 산화실리콘을 화학기상증착으로 기판상에 증착한 후 게이트(22) 상부표면 및 반도체기판(20)이 노출되도록 에치백(etchback)하므로써 형성된다.Referring to FIG. 2C, sidewall spacers 26 are formed as insulating layers on side surfaces of the gate 22 and the gate insulating layer 210. In this case, the sidewall spacers 26 are formed to secure a lightly doped LDD region, and after the silicon oxide is deposited on the substrate by chemical vapor deposition, the upper surface of the gate 22 and the semiconductor substrate 20 are exposed. It is formed by etchback.

그 다음, 노출된 기판(20)의 전면에 이온주입마스크 없이 As, P 등의 n형 불순물 이온주입을 고농도로 실시하여 기판의 소스/드레인 형성영역에 고농도의 불순물 이온매몰층(27)을 형성한다. 이때, 드레인 형성영역에는 저농도 불순물 이온매몰층(25)이 형성되어 있으므로 고농도 불순물 이온매몰층(25)과 일부 중첩된다.Subsequently, a high concentration of n-type impurity ions such as As and P are implanted in the entire surface of the exposed substrate 20 without an ion implantation mask to form a high concentration of impurity ion buried layer 27 in the source / drain formation region of the substrate. do. At this time, since the low concentration impurity ion buried layer 25 is formed in the drain formation region, it partially overlaps with the high concentration impurity ion buried layer 25.

도 2d를 참조하면, 고농도 불순물 이온매몰층(27)과 저농도 불순물 이온매몰층(25)을 포함하는 기판(20)에 어닐링 등의 열공정을 실시하여 불순물 이온매몰층(25,27)의 도판트들이 충분히 확산되도록하여 저농도 불순물 확산영역(250)과 고농도 불순물 확산영역(270,271)으로 이루어진 소스/드레인 졍션을 형성한다. 이때, 드레인은 저농도 불순물 확산영역(250)과 고농도 불순물 확산영역(270)으로 이루어지지만, 소스는 고농도 불순물 확산영역(271)만으로 이루어진다.Referring to FIG. 2D, a thermal process such as annealing is performed on the substrate 20 including the high concentration impurity ion buried layer 27 and the low concentration impurity ion buried layer 25 to plate the impurity ion buried layers 25 and 27. The traces are sufficiently diffused to form a source / drain section including the low concentration impurity diffusion region 250 and the high concentration impurity diffusion regions 270 and 271. In this case, the drain includes the low concentration impurity diffusion region 250 and the high concentration impurity diffusion region 270, but the source includes only the high concentration impurity diffusion region 271.

그러나, 본 발명의 실시예에서는 소스쪽 상부에 채널형성용 전극(24)을 형성하여, 이 전극(24)에 소정의 전압을 인가하여 그 하부의 활성영역에 인버젼층을 형성하므로써 전체적으로 트랜지스터의 채널 길이를 연장시킨다.However, in the embodiment of the present invention, the channel forming electrode 24 is formed on the source side, and a predetermined voltage is applied to the electrode 24 to form an inversion layer in the active region below the overall transistor. Extend the channel length.

따라서, NMOS 트랜지스터가 제조된다.Thus, an NMOS transistor is manufactured.

그리고, 트랜지스터를 포함하는 기판상에 산화막 등의 ILD(interlayer dielectric)층으로 층간절연층(28)을 형성한 다음, 포토리쏘그래피로 층간절연층의 소정 부위를 제거하여 고농도 불순물 확산영역(270,271)을 노출시키는 한 쌍의 콘택홀과 채널형성용 전극(24)의 일부 표면을 노출시키는 비아홀(via hole)을 동시에 형성한다.Then, the interlayer dielectric layer 28 is formed of an interlayer dielectric (ILD) layer such as an oxide film on the substrate including the transistor, and then a predetermined portion of the interlayer dielectric layer is removed by photolithography to form high concentration impurity diffusion regions 270 and 271. A pair of contact holes for exposing the via and via holes for exposing a portion of the surface of the channel forming electrode 24 are simultaneously formed.

그 다음, 텅스텐 등의 도전물질로 콘택홀과 비아홀을 충전시키도록 도전층을 형성한 다음 이를 패터닝하여 드레인 플러그(30)와 소스 플러그(31) 및 채널형성전극용 플러그(29)를 형성한다.Next, a conductive layer is formed to fill the contact hole and the via hole with a conductive material such as tungsten and then patterned to form the drain plug 30, the source plug 31, and the channel forming electrode plug 29.

그리고, 플러그들(29,30,31)의 표면을 덮도록 층간절연층(28)상에 알루미늄 등의 금속으로 도전층을 형성한 다음 패터닝하여 소정의 전압원에 연결되는 배선을 형성한다. 이때, 채널형성전극용 플러그(29)와 연결되는 배선은 CMOS 경우 PMOS소자의 Vcc전압에 연결될 수 있다.Then, a conductive layer is formed of a metal such as aluminum on the interlayer insulating layer 28 so as to cover the surfaces of the plugs 29, 30, and 31, and then patterned to form a wiring connected to a predetermined voltage source. In this case, the wiring connected to the channel forming electrode plug 29 may be connected to the Vcc voltage of the PMOS device in the CMOS.

따라서, 소자동작시, 트랜지스터의 드레인은 종래기술의 구조와 유사하게 만들고 소스부는 게이트의 동작원리를 이용하여 채널형성용 전극(24)에 인가되는 소정의 전압에 의하여 인버젼층을 형성하여 n- 채널을 형성하므로서 기판전류의 급격한 증가를 방지한다.Therefore, during device operation, the drain of the transistor is similar to the structure of the prior art, and the source portion forms an inversion layer by a predetermined voltage applied to the channel forming electrode 24 by using the operation principle of the gate. By forming a channel, a sudden increase in substrate current is prevented.

따라서, 본 발명은 NMOS 트랜지스터의 소스를 인버젼층을 형성시켜 채널을 형성하므로서 npn형 기생바이폴라트랜지스터의 베이스와 이미터 사이의 전압을 증가시켜 래치-업 현상을 억제하므로 소자의 신뢰성을 개선할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the present invention can improve the reliability of the device by suppressing the latch-up phenomenon by increasing the voltage between the base and the emitter of the npn type parasitic bipolar transistor by forming an inversion layer for the source of the NMOS transistor. There is an advantage.

Claims (5)

제 1 도전형 반도체기판상에 게이트절연막을 형성하는 단계와,Forming a gate insulating film on the first conductive semiconductor substrate; 상기 게이트절연막상에 게이트를 형성하는 단계와,Forming a gate on the gate insulating film; 상기 게이트의 노출된 표면에 절연체로 보호막을 형성하는 단계와,Forming a protective film on an exposed surface of the gate with an insulator; 상기 게이트의 소스형성영역 상부에 위치한 상기 게이트절연막과 상기 보호막상에 채널형성용 전극을 형성하고 드레인영역에 인접한 상기 게이트의 측면을 노출시키는 단계와,Forming a channel forming electrode on the gate insulating layer and the passivation layer on the source forming region of the gate and exposing side surfaces of the gate adjacent to the drain region; 상기 게이트의 드레인영역에만 제 2 도전형 불순물이온으로 저농도 도핑시키는 단계와,Low concentration doping with a second conductivity type impurity ion only in the drain region of the gate; 노출된 상기 게이트의 측면에 게이트 측벽 스페이서를 형성하는 단계와,Forming a gate sidewall spacer on the exposed side of the gate; 상기 반도체기판의 상기 소스영역과 드레인영역을 상기 제 2 도전형 불순물이온으로 고농도 도핑시키는 단계와,Heavily doping the source and drain regions of the semiconductor substrate with the second conductivity type impurity ions; 상기 반도체기판의 전면에 절연층을 형성하는 단계로 이루어진 반도체장치의 제조방법.Forming an insulating layer on the entire surface of the semiconductor substrate. 청구항 1에 있어서, 상기 채널형성용 전극은 상기 게이트와 일부 중첩되도록 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 제조방법.The method of claim 1, wherein the channel forming electrode is formed to partially overlap the gate. 청구항 1에 있어서, 상기 제 1 도전형은 p형이고 상기 제 2 도전형은 n형인 것이특징인 반도체장치의 제조방법.The method of claim 1, wherein the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type. 청구항 1에 있어서, 상기 절연층의 소정부위를 제거하여 상기 고농도 도핑된 상기 반도체기판 부위를 노출시키는 한쌍의 콘택홀과 상기 채널형성용 전극의 표면을 노출시키는 개구부를 형성하는 단계와,The method of claim 1, further comprising: removing a predetermined portion of the insulating layer to form a pair of contact holes exposing the highly doped semiconductor substrate and an opening exposing a surface of the channel forming electrode; 상기 콘택홀과 상기 개구부를 충전하는 플러그를 도전성물질로 형성하는 단계와,Forming a plug filling the contact hole and the opening with a conductive material; 상기 개구부에 형성된 상기 플러그와 상기 콘택홀에 형성된 상기 플러그에 접촉하도록 각각 배선을 상기 절연층상에 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것이 특징인 반도체장치의 제조방법.And forming wirings on the insulating layer so as to contact the plug formed in the opening and the plug formed in the contact hole, respectively. 청구항 4에 있어서, 상기 개구부에 형성된 상기 플러그에 접촉하는 상기 배선은 상기 채널형성용 전극 하부에 위치한 상기 반도체기판의 상기 소스영역에 인버젼층을 형성할 수 있는 전압에 연결되도록 형성하는 것이 특징인 반도체장치의 제조방법.The method of claim 4, wherein the wiring contacting the plug formed in the opening is formed to be connected to a voltage capable of forming an inversion layer in the source region of the semiconductor substrate located under the channel forming electrode. Method of manufacturing a semiconductor device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100798435B1 (en) * 2003-02-28 2008-01-28 인피니언 테크놀로지스 아게 Integrated semiconductor circuit comprising a transistor and a conductor line
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