KR20010065015A - 반도체소자의 ｔ형 게이트전극 구조 - Google Patents

반도체소자의 ｔ형 게이트전극 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 반도체소자의 T형 게이트전극 구조에 관한 것으로서, 특히, T자형 상으로 형성되는 게이트전극에서, 소오스 영역에서 돌출되는 돌출부를 드레인영역에서 돌출되는 돌출부 보다 두께를 낮게 형성하여서 소오스영역을 형성하기 위한 이온주입을 진행할 때, 이온이 LDD영역쪽으로 용이하게 침투하므로 소오스측 저항을 낮추어서 핫캐리어 특성을 줄여주어 소자의 특성을 향상시키도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명에 관한 것이다.

Description

반도체소자의 Ｔ형 게이트전극 구조 { Structure Of T-Type Gate Electrode Of Semiconductor Device }
본 발명은 T자 형으로 형성되는 게이트전극의 구조에 관한 것으로서, 특히,T자형 상으로 형성되는 게이트전극에서, 소오스 영역에서 돌출되는 돌출부를 드레인영역에서 돌출되는 돌출부 보다 두께를 낮게 형성하여서 소오스영역을 형성하기 위한 이온주입을 진행할 때, 이온이 LDD영역쪽으로 용이하게 침투하므로 소오스측 저항을 낮추어서 핫캐리어 특성을 줄여주도록 하는 반도체소자의 T형 게이트전극 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 정래의 모스형 트랜지스터의 구조는, 평편한 판으로 구성된 모스형 커패시터에 트랜지스터의 게이트(Gate)전극, 소오스(Source), 드레인(Drain)을 형성하여서 여러가지 기능을 구현하도록 제조되어진다.
그러나 , 최근 이러한 모스 트랜지스터의 구조에서, 반도체소자의 구조가 고집적화됨에 따라 게이트의 채널 길이(Channel Length)가 줄어들고, 그로 인한 게이트전극에 전압을 가하지 않음에도 불구하고 소오스에서 드레인으로 전자가 이동하는 현상인 쇼오트 채널 이펙트(Short Channel Effect)가 발생되어지고 있다.
특히, 게이트와 드레인의 핀치 오프(Pinch Off)영역에 걸리는 높은 전압은 높은 에너지의 캐리어를 만들게 됨에 따라 그 높은 에너지의 캐리어가 만들어 내는 전자 정공 쌍이 게이트산화막에 데미지(Damage)를 가하는 핫캐리어 효과(Hot Carrier Effect)를 유발하여 소자의 크기를 줄이는 데 커다란 장애물로 작용하는 문제점을 지니고 있었다.
그러한 문제를 극복하기 위하여 게이트와 드레인의 오버랩(Overlep)을 조정하여 전기장이 가장 세게 걸리는 위치를 게이트산화막이 가장 취약한 부분인 에지 (Edge)에서 약간 떨어진 위치로 바꾸려는 시도가 상기한 핫캐리어 효과를 완화하는데 상당한 효과를 볼수 있다,
최근에는 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체기판(1)에 필드산화막(2)을 형성한 후에 LDD영역(3), 게이트전극(5), 스페이서막(5) 및 소오스(6)/드레인(7)영역을 형성하는 제조공정에서, 상기 게이트전극(4)이 T자형으로 형성되는 ITLDD 반도체소자를 제조하여 핫캐리어 특성을 완화하는 좋은 특징의 가능성을 보이고 있으나, 이 소자 역시 LDD영역의 저항에 의하여 소자 성능의 손실을 감수하여 한다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, T자형상으로 형성되는 게이트전극에서, 소오스 영역에서 돌출되는 돌출부를 드레인영역에서 돌출되는 돌출부 보다 두께를 낮게 형성하여서 소오스영역을 형성하기 위한 이온주입을 진행할 때, 이온이 LDD영역쪽으로 용이하게 침투하므로 소오스측 저항을 낮추어서 핫캐리어 특성을 줄여주어 소자의 특성을 향상시키는 것이 목적이다.
도 1은 종래의 T형 게이트전극의 구조를 보인 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 T형 게이트전극의 구조를 보인 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 반도체기판 20 : 필드산화막
30 : LDD영역 40 : T형 게이트전극
40a : 씬돌출부 40b : 씨크돌출부
50 : 스페이서막 60 : 소오스
70 : 드레인
이러한 목적은 게이트전극의 소오스 및 드레인측 양측면이 돌출된 T형 게이트전극의 구조에 있어서, 상기 게이트전극의 소오스영역 방향 돌출부가 드레인영역 방향 돌출부 보다 두께가 얇도록 형성되어 이온주입시, LDD영역 내측으로 유입되어 소오스영역의 범위를 넓혀주도록 하는 반도체소자의 T형 게이트전극 구조를 제공함으로써 달성된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 T형 게이트전극의 구조를 보인 도면으로서, 본 발명에 따른 게이트전극(50)의 구조를 살펴 보면, 반도체기판(10)상에 필드산화막(20)을 형성하도록 한다.
그리고, 상기 반도체기판(10) 상에 이온주입을 통하여 LDD영역(30)을 형성하도록 한다,
그리고, 폴리실리콘층을 적층한 후 식각 공정을 통하여 게이트전극(40)을 T자형상으로 만들고, 특히, 상기 게이트전극(40)의 소오스영역 방향 돌출부(40a)가 드레인영역 방향 돌출부(40b) 보다 두께가 얇도록 형성한다.
후속 공정에서, 소오스/드레인 이온주입시, LDD영역 내측으로 이온이 침투되어 소오스영역(60)의 범위를 넓혀주도록 한다. 이 때, 드레인영역(70)은 이온의 주입이 종래와 동일하므로 이온의 침투가 종래와 동일하게 이루어진다.
이와 같이, 소오스영역(60)의 범위가 넓어지므로 LDD영역과 오버랩(Overlap) 되는 부분이 넓어지게 되어서 소오스영역(60)의 저항이 줄어들게 된다. 따라서, 전기장이 가장 세게 걸리는 부분을 게이트산화막의 에지 부분에서 약간 떨어지는 부분으로 이동시키는 효과를 보게 되므로 핫캐리어 특성을 현저하게 완화시키는 특징으로 보인다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체소자의 T형 게이트전극 구조를 이용하게 되면, T자형 상으로 형성되는 게이트전극에서, 소오스 영역에서 돌출되는 돌출부를 드레인영역에서 돌출되는 돌출부 보다 두께를 낮게 형성하여서 소오스영역을 형성하기 위한 이온주입을 진행할 때, 이온이 LDD영역쪽으로 용이하게 침투하므로 소오스측 저항을 낮추어서 핫캐리어 특성(Hot Carrier Effect)을 줄여주므로 소자의 특성을 향상시키는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

Claims (1)

  1. 게이트전극의 소오스 및 드레인측 양측면이 돌출된 T형 게이트전극의 구조에 있어서,
    상기 게이트전극의 소오스영역 방향 돌출부가 드레인영역 방향 돌출부 보다 두께가 얇도록 형성되어 이온주입시, LDD영역 내측으로 유입되어 소오스영역의 범위를 넓혀주는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 T형 게이트전극 구조.
KR1019990059514A 1999-12-20 1999-12-20 반도체소자의 ｔ형 게이트전극 구조 KR20010065015A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104698851A (zh) * 2015-03-01 2015-06-10 深圳市波奇智能系统有限公司 基于cmac与pid的参量声源并行控制方法

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