KR20030095633A - Mos transistor having asymmetrical spacers and method of fabricating the same - Google Patents

Mos transistor having asymmetrical spacers and method of fabricating the same Download PDF

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KR20030095633A
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조강식
조후성
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Abstract

PURPOSE: A MOS(Metal Oxide Semiconductor) transistor having an asymmetric spacer and a manufacturing method therefor are provided to be capable of improving the degree of integration and reducing resistivity when operating the transistor. CONSTITUTION: A MOS transistor is provided with a substrate(102), a gate electrode(112) having a gate isolating layer(110), and a plurality of gate spacers(118,118a) formed at both sidewalls of the gate electrode. At this time, the lower width of the second spacer(118a) is relatively smaller than that of the first spacer(118). The MOS transistor further includes the first conductive type low doping impurity region(114b) formed at the lower portion of the first spacer, the first conductive type high doping impurity region(120b), the first electrode formed at the upper portion of the first conductive type high doping impurity region, the first conductive type low doping impurity region(114a) formed at the lower portion of the second spacer, the second conductive type well pickup region(122d), and the second electrode.

Description

비대칭 스페이서를 갖는 모스 트랜지스터 및 그 제조방법{MOS TRANSISTOR HAVING ASYMMETRICAL SPACERS AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}A MOS transistor having an asymmetric spacer and a method of manufacturing the same {MOS TRANSISTOR HAVING ASYMMETRICAL SPACERS AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

본 발명은 모스 트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 게이트 전극 측벽에 비대칭 스페이서를 갖는 모스 트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOS transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a MOS transistor having an asymmetric spacer on a sidewall of a gate electrode, and a method of manufacturing the same.

VLSI(Very Large Scale Integration) 시대로 접어들면서, NMOS 소자의 전력(power) 소모는 심각한 문제로 대두됨에 따라 전력 소모가 적은 기술의 개발은 필수 불가결하다. 이러한 문제의 돌파구를 위하여 제안된 CMOS 기술은 1/2 내지 1/4의 전력의 감소를 가져왔다.As we enter the era of Very Large Scale Integration (VLSI), the power dissipation of NMOS devices is becoming a serious problem, so the development of low power consumption technology is indispensable. The CMOS technology proposed for the breakthrough of this problem has resulted in a power reduction of 1/2 to 1/4.

도 1a은 CMOS 인버터를 나타내는데, NMOS와 PMOS의 트랜지스터로 구성되어 있다. NMOS와 PMOS의 게이트는 서로 묶여 인버터의 입력(input)단이 되며, NMOS와 PMOS의 드레인는 인버터의 출력단이 된다.Fig. 1A shows a CMOS inverter, which is composed of transistors of NMOS and PMOS. The gates of the NMOS and the PMOS are tied together to be an input terminal of the inverter, and the drains of the NMOS and PMOS are the output terminals of the inverter.

상술한 CMOS 인버터가 교차 접속하면 도 1b에 도시한 바와 같은 SRAM 셀이 된다.When the above-described CMOS inverters are cross-connected, they become SRAM cells as shown in Fig. 1B.

도 1b를 참조하면, SRAM 셀은 2개의 억세스 트랜지스터(AT1, AT2), 2개의 풀 업(pull-up) 트랜지스터(PT1, PT2) 및 2개의 드라이버 트랜지스터(DT1, DT2) 로 구성되어 있다. 트랜지스터 PT1 및 DT1은 제1 인버터를 구성하고, 트랜지스터 PT2 및 DT2는 제2 인버터를 구성한다. 제1 및 제2 인버터는 2개의 노드 N1 및 노드 N2에서교차접속 되어 있다. 트랜지스터 DT1 및 DT2의 소오스 영역은 접지라인 Vss에 접속되고, 트랜지스터 PT1 및 PT2의 소오스 영역은 전원라인 VDD에 접속되어 있다. 트랜지스터 AT1의 드레인은 비트라인 BL1에 접속되고, 트랜지스터 AT2의 드레인은 비트라인 BL2에 접속된다. 트랜지스터 AT1의 소오스 및 트랜지스터 AT2의 소오스는 각각 노드 N1 및 노드 N2에 접속되어 있다. 트랜지스터 AT1 및 AT2의 게이트 전극은 공통 워드라인 WL에 접속되어 있다.Referring to FIG. 1B, an SRAM cell is composed of two access transistors AT1 and AT2, two pull-up transistors PT1 and PT2, and two driver transistors DT1 and DT2. Transistors PT1 and DT1 constitute a first inverter, and transistors PT2 and DT2 constitute a second inverter. The first and second inverters are cross connected at two nodes N1 and N2. The source regions of the transistors DT1 and DT2 are connected to the ground line Vss, and the source regions of the transistors PT1 and PT2 are connected to the power supply line VDD. The drain of the transistor AT1 is connected to the bit line BL1, and the drain of the transistor AT2 is connected to the bit line BL2. The source of transistor AT1 and the source of transistor AT2 are connected to node N1 and node N2, respectively. Gate electrodes of the transistors AT1 and AT2 are connected to the common word line WL.

도 2은 도 1a의 CMOS 인버터를 실제로 구현한 단면도를 나타낸다.FIG. 2 illustrates a cross-sectional view of an actual implementation of the CMOS inverter of FIG. 1A.

도 2을 참조하면, 기판(2)에 활성영역을 정의하는 필드영역(8)이 형성되어 있으며, 상기 필드영역(8) 사이에는 NMOS(50) 및 PMOS(60)가 배치되어 있다.Referring to FIG. 2, a field region 8 defining an active region is formed in the substrate 2, and an NMOS 50 and a PMOS 60 are disposed between the field regions 8.

NMOS(50)는 게이트 절연막(10), 게이트 전극(12), 및 게이트 스페이서(18)로 구성되는 게이트 스택과 저도핑 불순물 영역(14a, 14b)과 고도핑 불순물 영역(20a, 20b)으로 구성된 소오스 및 드레인 영역(23a, 23b)을 포함한다. 상기 소오스 및 드레인 영역(23a, 23b)은 기판에 형성된 p웰(6) 내에 위치하며, 상기 소오스 영역(23a)에 인접하여서는 p웰 픽업 영역(22c)이 배치되어 있다.The NMOS 50 includes a gate stack composed of a gate insulating film 10, a gate electrode 12, and a gate spacer 18, low doping impurity regions 14a and 14b, and high doping impurity regions 20a and 20b. Source and drain regions 23a and 23b. The source and drain regions 23a and 23b are located in the p well 6 formed in the substrate, and the p well pickup region 22c is disposed adjacent to the source region 23a.

PMOS(60)는 게이트 절연막(10), 게이트 전극(12), 및 게이트 스페이서(18)로 구성되는 게이트 스택과 저도핑 불순물 영역(16a, 16b)과 고도핑 불순물 영역(22a, 22b)으로 구성된 소오스 및 드레인 영역(25a, 25b)을 포함한다. 상기 소오스 및 드레인 영역(25a, 25b)은 기판에 형성된 n웰(4) 내에 위치하며, 상기 소오스 영역(25a)에 인접하여서는 n웰 픽업 영역(20c)이 배치되어 있다.The PMOS 60 is composed of a gate stack composed of a gate insulating film 10, a gate electrode 12, and a gate spacer 18, low doping impurity regions 16a and 16b, and high doping impurity regions 22a and 22b. Source and drain regions 25a, 25b. The source and drain regions 25a and 25b are located in the n well 4 formed in the substrate, and the n well pickup region 20c is disposed adjacent to the source region 25a.

상기 NMOS 및 PMOS의 게이트 스택에 인접한 기판의 활성영역 상에는 실리사이드막(26)이 형성되어 있다.The silicide layer 26 is formed on the active region of the substrate adjacent to the gate stacks of the NMOS and PMOS.

상기 NMOS 및 PMOS의 게이트 전극(12)은 서로 전기적으로 연결되어 입력단(Vin)이 되며, 상기 NMOS 및 PMOS의 드레인 영역(23b, 25b)는 금속배선(30a)으로 서로 연결되어 출력단(Vout)이 된다.The gate electrodes 12 of the NMOS and PMOS are electrically connected to each other to be an input terminal Vin, and the drain regions 23b and 25b of the NMOS and PMOS are connected to each other by a metal wiring 30a so that the output terminal Vout is connected to each other. do.

상기 NMOS의 소오스 영역(23a) 및 p웰 픽업 영역(22c)은 금속배선(30b)을 통하여 접지전원(Vss)에 연결된다. 마찬가지로, 상기 PMOS의 소오스 영역(25a) 및 n웰 픽업 영역(20c)은 금속배선(30c)을 통하여 전원전압(Vdd)에 연결된다. 미설명 도면부호 '28'은 절연막을 나타낸다.The source region 23a and the p well pick-up region 22c of the NMOS are connected to the ground power source Vss through the metal wiring 30b. Similarly, the source region 25a and the n well pick-up region 20c of the PMOS are connected to the power supply voltage Vdd through the metal wiring 30c. Unexplained reference numeral 28 denotes an insulating film.

상술한 구조에서는 상기 p웰 픽업 영역(22c)으로 접지전원(Vss)이 p웰(6)에 인가되고, 상기 n웰 픽업 영역(20c)으로 전원전압(Vdd)이 n웰(4)에 인가한다. 이와 같이, 상기 p웰(6)과 상기 n웰(4)에 인가되는 웰 바이어스 전압은 문턱전압(threshold voltge, Vth)을 개선시키며, 각 트랜지스터의 전기적 특성을 안정화하는데 도움을 준다.In the above-described structure, the ground power source Vss is applied to the p well 6 to the p well pickup region 22c, and the power supply voltage Vdd is applied to the n well 4 to the n well pickup region 20c. do. As such, the well bias voltage applied to the p well 6 and the n well 4 improves the threshold voltage (Vth) and helps to stabilize the electrical characteristics of each transistor.

그런데, 디바이스의 집적화가 진행되면서 n형 고도핑 불순물 영역과 p형 고도핑 불순물 영역을 형성하기 위한 영역이 줄어들게 되면서 도 3에 도시한 바와 NMOS 및 PMOS의 소오스 단자측에는 고도핑 불순물 영역으로서 웰 픽업 영역(20d, 22d)만 형성하는 방법이 고려되고 있다.However, as the integration of the device proceeds, the area for forming the n-type highly doped impurity region and the p-type highly doped impurity region is reduced, and as shown in FIG. A method of forming only (20d, 22d) is considered.

도 3을 참조하면, NMOS 트랜지스터의 소오스 단자측에는 p형의 고도핑 불순물 영역(22d)이 형성되어 있으며, PMOS 트랜지스터의 소오스 단자측에는 n형의 고도핑 불순물 영역(20d)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, a p-type highly doped impurity region 22d is formed on the source terminal side of the NMOS transistor, and an n-type highly doped impurity region 20d is formed on the source terminal side of the PMOS transistor.

그러나, 상기의 구조를 갖는 CMOS 인버터에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the CMOS inverter having the above structure has the following problems.

첫째, 상기 NMOS 및 PMOS 트랜지스터의 게이트 스페이서 하부 기판에 원하지 않는 PN 접합(도면에서는 'A' 및 'B'로 도시되어 있음)이 형성된다. 이는 인버터가 동작하는데 있어서 역방향의 다이오드로서 전류 경로(current path)를 차단하게 되어 인버터가 동작하지 못하게 할 수 있다.First, an unwanted PN junction (shown as 'A' and 'B' in the figure) is formed on the substrate under the gate spacer of the NMOS and PMOS transistors. This may cause the inverter to not operate by blocking the current path as a reverse diode in the operation of the inverter.

둘째, 상기 저도핑 불순물 영역(14a, 16a)은 농도가 낮아 저항이 높은 영역이므로 모스 트랜지스터가 동작하는데 있어, 전류의 흐름을 감소시킬 수 있다.Second, since the low doping impurity regions 14a and 16a are low in concentration and high in resistance, the MOS transistor may operate to reduce the flow of current.

상기와 같은 문제점으로 인하여 집적화를 실현하면서도 동시에 모스 트랜지스터의 전류 경로(current path)가 차단되지 않으며, 동작시에 저항이 증가하지 않는 모스 트랜지스터의 개발이 필요하다.Due to the above problems, it is necessary to develop a MOS transistor that realizes integration and does not block the current path of the MOS transistor and does not increase resistance during operation.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 집적화가 가능하며, 동작시에 저항이 감소할 수 있는 모스 트랜지스터 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a MOS transistor and a method of manufacturing the same, which can be integrated and have a reduced resistance during operation.

도 1a는 CMOS 인버터를 나타내는 회로도,1A is a circuit diagram showing a CMOS inverter,

도 1b는 SRAM 셀을 나타내는 회로도,1B is a circuit diagram showing an SRAM cell,

도 2 및 도 3은 종래기술에 의한 도 1a의 CMOS 인버터를 구현한 단면도,2 and 3 are cross-sectional views of the CMOS inverter of FIG.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모스 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도,4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a MOS transistor according to an embodiment of the present invention;

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일실시예 따른 모스 트랜지스터의 제조방법을 공정순으로 도시한 단면도들이다.5A through 5C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a MOS transistor according to an exemplary embodiment of the present invention in a process order.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

2, 102 : 기판 4, 104 : n웰2, 102: substrate 4, 104: n well

6, 106 : p웰 8, 108 : 필드 영역6, 106: p well 8, 108: field area

10, 110 : 게이트 절연막 12, 112 : 게이트 전극10, 110: gate insulating film 12, 112: gate electrode

14a, 14b, 114a, 114b : n형 저도핑 불순물 영역14a, 14b, 114a, 114b: n-type low doping impurity region

16a, 16b, 116a, 116b : p형 저도핑 불순물 영역16a, 16b, 116a, 116b: p-type low doping impurity region

20a, 20b, 20c, 20d, 120b, 120d : n형 고도핑 불순물 영역20a, 20b, 20c, 20d, 120b, 120d: n-type highly doped impurity region

22a, 22b, 22c, 22d, 122b, 122d : p형 고도핑 불순물 영역22a, 22b, 22c, 22d, 122b, 122d: p-type highly doped impurity region

30a, 30b, 30c, 130 : 금속 배선30a, 30b, 30c, 130: metal wiring

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 모스 트랜지스터는 게이트 전극, 제1 전극 및 제2 전극으로 구성된다. 게이트 전극은 기판 상에 게이트 절연막을 개재하여 형성되며, 상기 게이트 전극의 양측벽에 형성되되, 제2 스페이서가 제1 스페이서에 대비하여 상대적으로 하부 폭이 작은 게이트 스페이서들을 포함한다. 제1 전극은 상기 제1 스페이서 하부의 기판에 형성된 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역, 상기 제1 스페이서에 인접한 기판에 형성된 제1 도전형의 고도핑 불순물 영역, 및 상기 제1 도전형의 고도핑 불순물 영역 상에 형성된 제1 실리사이드막으로 구성된다. 제2 전극은 상기 제2 스페이서의 하부의 기판에 형성된 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역, 상기 제2 스페이서에 인접한 기판에 형성된 제2 도전형의 웰 픽업 영역, 및 상기 제2 도전형의 웰 픽업 영역과 상기 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역의 적어도 일부분 상에 형성된 제2 실리사이드막으로 구성된다. 상기 제1 전극은 소오스 전극일 수 있고 상기 제2 전극 드레인 전극일 수 있으며, 또는 그 반대일 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형은 n형일 수 있고 상기 제2 도전형은 p형일 수 있으며, 또는 그 반대일 수 있다.In order to achieve the above object, the MOS transistor of the present invention is composed of a gate electrode, a first electrode and a second electrode. The gate electrode is formed on the substrate via a gate insulating film, and is formed on both sidewalls of the gate electrode, and the second spacer includes gate spacers having a lower width relative to the first spacer. The first electrode may include a low conductivity doping impurity region of a first conductivity type formed on a substrate under the first spacer, a highly conductive doping impurity region of a first conductivity type formed on a substrate adjacent to the first spacer, and a high conductivity of the first conductivity type. A first silicide film formed on the doped impurity region. The second electrode may include a low conductivity doped impurity region of a first conductivity type formed on a substrate under the second spacer, a well pickup region of a second conductivity type formed on a substrate adjacent to the second spacer, and a well of the second conductivity type. And a second silicide film formed on at least a portion of the pickup region and the low doping impurity region of the first conductivity type. The first electrode may be a source electrode, the second electrode drain electrode, or vice versa. In addition, the first conductivity type may be n-type, the second conductivity type may be p-type, or vice versa.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 모스 트랜지스터의 제조방법은 먼저 기판 상에 게이트 절연막을 개재한 게이트 전극을 형성한다. 상기 게이트 전극을 이온주입의 마스크로 이용하여 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역을 형성하고 상기 게이트 전극의 양 측벽에 제1 게이트 스페이서 및 제2 게이트 스페이서를 형성한다. 상기 제1 게이트 스페이서에 인접한 상기 기판에 제1 도전형의 고도핑 불순물 영역을 형성하고 상기 제2 게이트 스페이서에 인접한 상기 기판에 제2 도전형의 웰 픽업 영역을 형성한다. 상기 제2 스페이서를 선택적으로 식각하여 상기 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역의 적어도 일부분을 노출시키고, 상기 제1 도전형의 고도핑 불순물 영역 상에 제1 실리사이드막을 형성하며, 동시에 상기 제2 도전형의 웰 픽업 영역 및 상기 노출된 적어도 일부분의 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역 상에 제2 실리사이드막을 형성한다.In order to achieve the above object, the manufacturing method of the MOS transistor of the present invention first forms a gate electrode via a gate insulating film on the substrate. The gate electrode is used as a mask for ion implantation to form a low conductivity doped impurity region of a first conductivity type and to form first and second gate spacers on both sidewalls of the gate electrode. A doping impurity region of a first conductivity type is formed on the substrate adjacent to the first gate spacer, and a well pickup region of a second conductivity type is formed on the substrate adjacent to the second gate spacer. Selectively etching the second spacer to expose at least a portion of the low doping impurity region of the first conductivity type, forming a first silicide film on the highly doped impurity region of the first conductivity type, and simultaneously A second silicide film is formed on the well pick-up region of the type and the exposed doped impurity region of the at least one portion of the first conductivity type.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모스 트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a MOS transistor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 기판(102)에 활성영역을 정의하는 필드영역(108)이 형성되어 있으며, 상기 필드영역(108) 사이에는 NMOS(150) 및 PMOS(160)가 배치되어 있다.Referring to FIG. 4, a field region 108 defining an active region is formed in the substrate 102, and an NMOS 150 and a PMOS 160 are disposed between the field regions 108.

NMOS(150)는 게이트 절연막(110), 게이트 전극(112) 및 게이트 스페이서(118, 118a)로 구성되는 게이트 스택과 저도핑 불순물 영역(114a, 114b)과 고도핑 불순물 영역(120b, 122d)으로 구성된 소오스 및 드레인 영역을 포함한다. 여기서 도면부호 '122d'는 p웰 픽업 영역으로서 기능한다. 상기 소오스 및 드레인 영역은 기판에 형성된 p웰(106) 내에 위치한다. 상기 게이트 전극(112)의 측벽에 형성된 게이트 스페이서는 비대칭으로서 소오스 전극측의 게이트 스페이서(118a)는 상기 저도핑 드레인 영역(114a)을 노출시키며 리세스되어 있다. 상기 노출된 저도핑 불순물 영역(114a)과 p웰 픽업 영역(122d) 상에는 실리사이드막(126)이 형성되어 있어 PN 접합의 장벽없는 전류경로를 형성되며, 또한 저항을 감소시키는 효과가 있다.The NMOS 150 includes a gate stack composed of a gate insulating film 110, a gate electrode 112, and gate spacers 118 and 118a, low doping impurity regions 114a and 114b, and high doping impurity regions 120b and 122d. Configured source and drain regions. Here, reference numeral 122d functions as a p well pick-up area. The source and drain regions are located in p wells 106 formed in the substrate. The gate spacer formed on the sidewall of the gate electrode 112 is asymmetrical and the gate spacer 118a on the source electrode side is recessed while exposing the low-doped drain region 114a. The silicide layer 126 is formed on the exposed low-doped impurity region 114a and the p-well pick-up region 122d to form a barrier-free current path of the PN junction and to reduce the resistance.

PMOS(160)는 게이트 절연막(110), 게이트 전극(112) 및 게이트 스페이서(118, 118a)로 구성되는 게이트 스택과 저도핑 불순물 영역(116a, 116b)과고도핑 불순물 영역(120d, 122b)으로 구성된 소오스 및 드레인 영역을 포함한다. 여기서 도면부호 '120d'는 n웰 픽업 영역으로서 기능한다. 상기 소오스 및 드레인 영역은 기판에 형성된 n웰(104) 내에 위치한다. 상기 게이트 전극(112)의 측벽에 형성된 게이트 스페이서는 비대칭으로서 소오스 전극측의 게이트 스페이서(118a)는 상기 저도핑 드레인 영역(116a)을 노출시키며 리세스되어 있다. 상기 노출된 저도핑 불순물 영역(116a)과 n웰 픽업 영역(120d) 상에는 실리사이드막(126)이 형성되어 있어 PN 접합의 장벽없는 전류경로를 형성하며, 또한 저항을 감소시키는 효과가 있다. 미 설명 도면부호 '128'은 절연막을 나타내며, 도면부호 '130'은 금속배선을 나타낸다.The PMOS 160 includes a gate stack composed of a gate insulating layer 110, a gate electrode 112, and gate spacers 118 and 118a, a low doping impurity region 116a and 116b, and a high doping impurity region 120d and 122b. Source and drain regions. Here, reference numeral 120d functions as an n well pick-up area. The source and drain regions are located in n well 104 formed in the substrate. The gate spacer formed on the sidewall of the gate electrode 112 is asymmetrical and the gate spacer 118a on the source electrode side is recessed while exposing the low doped drain region 116a. The silicide layer 126 is formed on the exposed low-doped impurity region 116a and the n-well pick-up region 120d to form a barrier-free current path of the PN junction and to reduce resistance. Unexplained reference numeral '128' denotes an insulating film, and reference numeral '130' denotes a metal wiring.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 모스 트랜지스터의 제조방법을 공정순으로 도시한 단면도들이다.5A through 5C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a MOS transistor according to an exemplary embodiment of the present invention in a process order.

도 5a을 참조하면, 기판(102)에 각각의 웰 마스크(도면에는 미도시)를 이용하여 n웰(104) 및 p웰(106)을 형성한다. n웰 및 p웰을 포함하는 기판에 활성영역을 정의하는 필드영역(108)을 정의한다. 이어서, 활성 영역이 정의된 기판(102) 상에 게이트 절연막(110) 및 게이트 도전막(112)을 순서대로 적층한다. 상기 게이트 도전막(112) 및 게이트 절연막(110)을 패터닝하여 게이트 절연막(110)을 개재한 게이트 전극(112)을 형성한다. 계속하여 PMOS 영역(160)을 덮는 마스크 패턴(도면에는 미도시)을 형성하고, 상기 마스크 패턴, 게이트 전극(112) 및 필드 영역(108)을 이온주입의 마스크로 이용하여 n형의 저도핑 불순물 영역(114)을 형성한다. 이어서, 상기 마스크 패턴을 제거하고 NMOS 영역(150)을 덮는 마스크 패턴을 형성하고, 상기 마스크 패턴, 게이트 전극(112), 및 필드 영역(108)을 이온주입의 마스크로 이용하여 p형의 저도핑 불순물 영역(116)을 형성하다. 상기 게이트 전극(112)을 포함하는 기판 전면에 스페이서 절연막을 형성하고, 이방성 플라즈마 에치백하여 상기 게이트 전극(112)의 측벽에 게이트 스페이서(118)를 형성한다. 이어서, n형의 고도핑 불순물 영역을 정의하는 마스크 패턴(도면에는 미도시)을 형성하고, 상기 마스크 패턴, 상기 게이트 스페이서(118)가 측벽에 형성된 게이트 전극(112) 및 상기 필드 영역(108)을 이온주입의 마스크로 이용하여 n형의 고도핑 불순물 영역(120b, 120d)을 형성한다. 상기 NMOS(150) 영역에 형성된 n형의 불순물 영역(120b)은 NMOS의 드레인 영역이 되며, 상기 PMOS(160)에 형성된 n형의 불순물 영역(120d)은 n웰(104)에 바이어스를 인가하는 n웰 픽업 영역(120d)이 된다. 그런데 상술하였듯이 상기 n웰 픽업 영역(120d)은 p형의 저도핑 불순물 영역(116)과 인접하여 PN 다이오드(도면부호 'B' 부분)가 형성된다.Referring to FIG. 5A, n well 104 and p well 106 are formed on substrate 102 using respective well masks (not shown). A field region 108 defining an active region is defined in a substrate including n wells and p wells. Subsequently, the gate insulating film 110 and the gate conductive film 112 are sequentially stacked on the substrate 102 on which the active region is defined. The gate conductive layer 112 and the gate insulating layer 110 are patterned to form the gate electrode 112 via the gate insulating layer 110. Subsequently, a mask pattern (not shown) covering the PMOS region 160 is formed, and the n-type low-doped impurity is formed by using the mask pattern, the gate electrode 112 and the field region 108 as a mask for ion implantation. Area 114 is formed. Subsequently, the mask pattern is removed and a mask pattern covering the NMOS region 150 is formed, and p-type low doping is performed using the mask pattern, the gate electrode 112, and the field region 108 as a mask for ion implantation. An impurity region 116 is formed. A spacer insulating layer is formed on the entire surface of the substrate including the gate electrode 112 and anisotropic plasma etched back to form a gate spacer 118 on sidewalls of the gate electrode 112. Subsequently, a mask pattern (not shown) defining an n-type highly doped impurity region is formed, and the mask pattern, the gate electrode 112 having the gate spacer 118 formed on a sidewall, and the field region 108 are formed. Is used as a mask for ion implantation to form n-type highly doped impurity regions 120b and 120d. The n-type impurity region 120b formed in the NMOS 150 region becomes a drain region of the NMOS, and the n-type impurity region 120d formed in the PMOS 160 applies a bias to the n well 104. n well pick-up area 120d. As described above, the n well pick-up region 120d is formed adjacent to the p-type low-doped impurity region 116 to form a PN diode (reference numeral 'B').

다음으로, p형의 고도핑 불순물 영역을 정의하는 마스크 패턴(도면에는 미도시)을 형성하고, 상기 마스크 패턴, 상기 게이트 스페이서(118)가 측벽에 형성된 게이트 전극(112) 및 필드 영역(108)을 이온주입의 마스크로 이용하여 p형의 고도핑 불순물 영역(122b, 122d)을 형성한다. 상기 PMOS(160) 영역에 형성된 p형의 불순물 영역(1202b)은 PMOS의 드레인 영역이 되며, 상기 NMOS(150) 영역에 형성된 p형의 불순물 영역(122d)은 p웰(104)에 바이어스를 인가하는 p웰 픽업 영역(122d)이 된다. 그런데 상술하였듯이 상기 p웰 픽업 영역(122d)은 n형의 저도핑 불순물 영역(114)과 인접하여 PN 다이오드(도면부호 'A' 부분)가 형성된다.Next, a mask pattern (not shown) defining a p-type highly doped impurity region is formed, and the mask pattern, the gate electrode 112 and the field region 108 having the gate spacer 118 formed on a sidewall thereof are formed. P-type highly doped impurity regions 122b and 122d are formed using as a mask for ion implantation. The p-type impurity region 1202b formed in the PMOS 160 region becomes a drain region of the PMOS, and the p-type impurity region 122d formed in the NMOS 150 region applies a bias to the p well 104. P well pick-up area 122d. As described above, the p-well pick-up region 122d is formed adjacent to the n-type low-doped impurity region 114 to form a PN diode (a portion 'A').

도 5b를 참조하면, 상기 NMOS 및 PMOS 트랜지스터의 소오스 영역의 측벽에 형성된 스페이서를 노출시키는 마스크 패턴(124)을 형성한다. 상기 마스크 패턴(124)을 식각마스크로 이용하여 상기 노출된 스페이서(118)를 일부분 식각하여 상기 저도핑 불순물 영역(114, 116)의 일부분을 노출시키는 스페이서 패턴(118a)을 형성한다.Referring to FIG. 5B, a mask pattern 124 is formed to expose spacers formed on sidewalls of source regions of the NMOS and PMOS transistors. The exposed spacer 118 is partially etched using the mask pattern 124 as an etch mask to form a spacer pattern 118a exposing portions of the low-doped impurity regions 114 and 116.

도 5c를 참조하면, 상기 마스크 패턴(124)을 제거하고, 상기 n형 고도핑 불순물 영역(120b, 120d), p형 고도핑 불순물 영역(122b, 120d), 및 노출된 저도핑 불순물 영역(114, 116) 상에 실리사이드막(126)을 형성한다. 상기 게이트전극(112)을 구성하는 물질에 따라서는 상기 게이트전극(112)의 상면에서도 실리사이드막이 형성될 수 있다. 상기 실리사이드막(126)은 코발트(Co), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 텅스텐(W), Pt(백금), Hf(하프늄), Pd(팔라듐)의 금속 중에서 선택된 어느 하나의 금속으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5C, the mask pattern 124 is removed, and the n-type highly doped impurity regions 120b and 120d, the p-type highly doped impurity regions 122b and 120d, and the exposed low-doped impurity regions 114 are illustrated. , And the silicide layer 126 is formed on the layer 116. Depending on the material constituting the gate electrode 112, a silicide layer may be formed on the top surface of the gate electrode 112. The silicide layer 126 is made of any one metal selected from among cobalt (Co), titanium (Ti), nickel (Ni), tungsten (W), Pt (platinum), Hf (hafnium), and Pd (palladium). Can be formed.

상기 실리사이드막(126)은 NMOS 영역의 p웰 픽업 영역(122d)과 n형 저도핑 불순물 영역(114) 사이에 형성된 다이오드(A) 및 PMOS 영역의 n웰 픽업 영역(120d)과 p형 저도핑 불순물 영역(116) 사이에 형성된 다이오드(B)에 의한 전류 경로의 장벽을 전기적으로 연결하게 된다. 모스 트랜지스터의 소오스 영역의 스페이서(118a)의 폭을 줄여 저도핑 불순물 영역(114, 116) 상에도 실리사이드막(126)이 형성되어 전류경로가 되며, 또한 저항의 감소를 가져올 수 있다.The silicide layer 126 is formed between the p well pick-up region 122d and the n-type low-doped impurity region 114 in the NMOS region and the n-well pick-up region 120d and the p-type low doping in the PMOS region. The barrier of the current path by the diode B formed between the impurity regions 116 is electrically connected. By reducing the width of the spacer 118a of the source region of the MOS transistor, the silicide layer 126 is formed on the low-doped impurity regions 114 and 116 to form a current path and reduce resistance.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기와 같이 이루어진 본 발명은, 모스 트랜지스터의 양 측벽에 형성된 스페이서를 비대칭적으로 형성함으로써 집적화를 실현하면서 동시에 동작시에 저항이 감소되지 않는 모스 트랜지스터를 형성할 수 있다.According to the present invention as described above, by forming the spacers formed on both sidewalls of the MOS transistors asymmetrically, it is possible to form a MOS transistor whose integration is realized while the resistance is not reduced during operation.

Claims (11)

기판 상에 게이트 절연막을 개재하여 형성된 게이트 전극;A gate electrode formed on the substrate via a gate insulating film; 상기 게이트 전극의 양측벽에 형성되되, 제2 스페이서가 제1 스페이서에 대비하여 상대적으로 하부 폭이 작은 게이트 스페이서들;Gate spacers formed on both sidewalls of the gate electrode, and the second spacer having a lower width relatively to that of the first spacer; 상기 제1 스페이서 하부의 기판에 형성된 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역, 상기 제1 스페이서에 인접한 기판에 형성된 제1 도전형의 고도핑 불순물 영역, 및 상기제1 도전형의 고도핑 불순물 영역 상에 형성된 제1 실리사이드막으로 구성되는 제1 전극; 및A low doping impurity region of a first conductivity type formed on a substrate under the first spacer, a high doping impurity region of a first conductivity type formed on a substrate adjacent to the first spacer, and a high doping impurity region of the first conductivity type A first electrode composed of a first silicide film formed on the first silicide film; And 상기 제2 스페이서의 하부의 기판에 형성된 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역, 상기 제2 스페이서에 인접한 기판에 형성된 제2 도전형의 웰 픽업 영역, 및 상기 제2 도전형의 웰 픽업 영역과 상기 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역의 적어도 일부분 상에 형성된 제2 실리사이드막으로 구성된 제2 전극을 포함하는 모스 트랜지스터.A low doping impurity region of a first conductivity type formed in a substrate below the second spacer, a well pickup region of a second conductivity type formed in a substrate adjacent to the second spacer, and a well pickup region of the second conductivity type and the A MOS transistor comprising a second electrode composed of a second silicide film formed on at least a portion of a low doping impurity region of a first conductivity type. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모스 트랜지스터의 제1 전극는 드레인 전극이며, 상기 모스 트랜지스터의 제2 전극는 소오스 전극인 것을 특징으로 하는 모스 트랜지스터.And a first electrode of the MOS transistor is a drain electrode, and a second electrode of the MOS transistor is a source electrode. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 트랜지스터는 NMOS 트랜지스터이며, 상기 소오스 전극은 접지전원에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모스 트랜지스터.And the transistor is an NMOS transistor, and the source electrode is connected to a ground power source. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 트랜지스터는 PMOS 트랜지스터이며, 상기 소오스 전극은 전원전압에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모스 트랜지스터.And the transistor is a PMOS transistor, and the source electrode is connected to a power supply voltage. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 도전형은 n형이며, 상기 제2 도전형은 p형인 것을 특징으로 하는 모스 트랜지스터.The MOS transistor of claim 1, wherein the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 도전형은 p형이며, 상기 제2 도전형은 n형인 것을 특징으로 하는 모스 트랜지스터.And the first conductivity type is p-type, and the second conductivity type is n-type. 기판 상에 게이트 절연막을 개재한 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode through the gate insulating film on the substrate; 상기 게이트 전극을 이온주입의 마스크로 이용하여 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역을 형성하는 단계;Forming a low doping impurity region of a first conductivity type using the gate electrode as a mask for ion implantation; 상기 게이트 전극의 양 측벽에 제1 게이트 스페이서 및 제2 게이트 스페이서를 형성하는 단계;Forming first and second gate spacers on both sidewalls of the gate electrode; 상기 제1 게이트 스페이서에 인접한 상기 기판에 제1 도전형의 고도핑 불순물 영역을 형성하는 단계;Forming a highly conductive doping impurity region of a first conductivity type in the substrate adjacent the first gate spacer; 상기 제2 게이트 스페이서에 인접한 상기 기판에 제2 도전형의 웰 픽업 영역을 형성하는 단계;Forming a well pick-up region of a second conductivity type in the substrate adjacent the second gate spacer; 상기 제2 스페이서를 선택적으로 식각하여 상기 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역의 적어도 일부분울 노출시키는 단계; 및Selectively etching the second spacer to expose at least a portion of the low doping impurity region of the first conductivity type; And 상기 제1 도전형의 고도핑 불순물 영역 상에 제1 실리사이드막을 형성하며, 동시에 상기 제2 도전형의 웰 픽업 영역 및 상기 노출된 적어도 일부분의 제1 도전형의 저도핑 불순물 영역 상에 제2 실리사이드막을 형성하는 단계를 포함하는 모스 트랜지스터의 제조방법.A first silicide film is formed on the highly conductive doped impurity region of the first conductivity type, and at the same time, a second silicide is formed on the well pickup region of the second conductivity type and the lightly doped impurity region of the at least part of the first conductivity type. A method of manufacturing a MOS transistor comprising the step of forming a film. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제2 스페이서를 선택적으로 식각하여 상기 제1 도전형의 불순물 영역을 노출하는 단계는,Selectively etching the second spacer to expose the impurity region of the first conductivity type, 상기 제1 스페이서를 덮되 상기 제2 스페이서를 노출시키는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a mask pattern covering the first spacer but exposing the second spacer; And 상기 마스크 패턴을 식각마스크로 하여 상기 제2 스페이서를 이방성 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모스 트랜지스터의 제조방법.And anisotropically etching the second spacer using the mask pattern as an etch mask. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 도전형은 n형이며, 상기 제2 도전형은 p형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 모스 트랜지스터의 제조방법.Wherein the first conductivity type is n-type, and the second conductivity type is p-type. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 도전형은 p형이며, 상기 제2 도전형은 n형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 모스 트랜지스터의 제조방법.The first conductive type is p-type, and the second conductive type is n-type manufacturing method of the MOS transistor characterized in that formed. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 실리사이드막은 코발트(Co), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 텅스텐(W), Pt(백금), Hf(하프늄), Pd(팔라듐)의 금속 중에서 선택된 어느 하나의 금속으로 형성하는 것을 특징으로 하는 모스 트랜지스터의 제조방법.The silicide layer may be formed of any one metal selected from cobalt (Co), titanium (Ti), nickel (Ni), tungsten (W), Pt (platinum), Hf (hafnium), and Pd (palladium). The manufacturing method of a MOS transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101496560B1 (en) * 2012-12-28 2015-02-26 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 Complimentary metal-oxide-semiconductor (cmos) with low contact resistivity and method of forming same

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KR101496560B1 (en) * 2012-12-28 2015-02-26 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 Complimentary metal-oxide-semiconductor (cmos) with low contact resistivity and method of forming same

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