KR20040015651A - A semiconductor device having a reverse active region using a selective epitaxial growth and the fabrication method thereof - Google Patents

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KR20040015651A
KR20040015651A KR1020020047945A KR20020047945A KR20040015651A KR 20040015651 A KR20040015651 A KR 20040015651A KR 1020020047945 A KR1020020047945 A KR 1020020047945A KR 20020047945 A KR20020047945 A KR 20020047945A KR 20040015651 A KR20040015651 A KR 20040015651A
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    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
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    • H01L21/76804Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics by forming tapered via holes

Abstract

PURPOSE: A semiconductor device having a reverse active region formed by a selective epitaxial growth and a manufacturing method thereof are provided to be capable of increasing the width of a gate and reducing leakage current. CONSTITUTION: A semiconductor device is provided with a semiconductor substrate(100), a multi-layer having a contact region(290), deposited on semiconductor substrate, a reverse active region(300) formed in the contact region, and a gate formed on the surface of the reverse active region. At this time, the upper portion of the reverse active region is larger than the lower portion. At the time, a pair of stress portions(300-1) are formed at the upper portion of the reverse active region, so that three kinds of upper surfaces are formed at the upper portion of the reverse active region.

Description

선택적 에피택셜 성장으로 형성한 리버스 활성 영역을 갖는 반도체 장치와 그 제조 방법{A SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING A REVERSE ACTIVE REGION USING A SELECTIVE EPITAXIAL GROWTH AND THE FABRICATION METHOD THEREOF}A semiconductor device having a reverse active region formed by selective epitaxial growth and a method for manufacturing the same.

본 발명은 리버스 활성영역을 갖는 반도체 장치와 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 반도체 기판에 멀티 층을 증착시켜서 T 자형의 콘택을 형성하고, 콘택으로 노출된 반도체 기판을 씨드(SEED)로 하여 선택적 에피택셜 성장(SEG) 방식으로 형성한 리버스 활성영역(REVERSE ACTIVE REGION)을 갖는 반도체 장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a reverse active region and a method of manufacturing the same. Specifically, a multi-layer is deposited on a semiconductor substrate to form a T-shaped contact, and the semiconductor substrate exposed as a contact is referred to as a seed. A semiconductor device having a reverse active region formed by a selective epitaxial growth (SEG) method and a method of manufacturing the same.

최근 반도체 기판에 트랜치를 갖는 반도체 장치는 디자인 룰 축소로 소자 격리를 위해서 형성한 트랜치의 매립문제와 게이트를 형성하는 소오스/ 드레인 영역의 누설 전류 증가문제및 활성 영역의 면적이 작아져서 게이트의 위쓰(WIDTH) 감소에 직면하는 문제를 가지고 있다.Recently, a semiconductor device having a trench in a semiconductor substrate has a problem of filling a trench formed for device isolation by reducing design rules, an increase in leakage current of a source / drain region forming a gate, and an area of an active region that is reduced in size. WIDTH) has a problem facing reduction.

상기 누설 전류는 반도체 장치가 구동하지 않을시에 반도체 기판 하부에 형성된 소오스/ 드레인이 NMOS 와 PMOS 를 구분하는 웰(WELL)간에 빌트인 포텐셜(BUI LT-IN POTENTIAL)을 갖는 정션(JUNCTION)때문에 생긴다.The leakage current is generated due to a junction having a built-in potential BUI LT-IN POTENTIAL between the wells WELL separating NMOS and PMOS when the source / drain formed under the semiconductor substrate is not driven.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in the prior art.

도 1a 내지 도 1b 는 종래 기술의 소자 분리가 된 반도체 기판에 게이트가 형성된 반도체 장치의 단면도이다.1A to 1B are cross-sectional views of a semiconductor device in which a gate is formed on a semiconductor substrate with device isolation in the prior art.

도 1a 와 같이, 소자 격리막(25)을 이용하여 트랜치(20)를 매립한 반도체 기판(10)에 게이트(30)와 게이트 스페이서(35)를 형성한다.As shown in FIG. 1A, the gate 30 and the gate spacer 35 are formed in the semiconductor substrate 10 having the trench 20 embedded therein using the device isolation layer 25.

상기 트랜치(20)는 반도체 장치의 디자인 룰이 축소됨에 따라서 트랜치 높 이(1D)는 고정되어 있는 상태에서 트랜치 밑면의 폭(1W)이 줄어서 어스펙 레이쇼( ASPECT RATIO)의 증가를 갖는다.In the trench 20, as the design rule of the semiconductor device is reduced, the width 1W of the bottom surface of the trench is reduced while the trench height 1D is fixed, thereby increasing the ASPECT RATIO.

상기 어스펙 레이쇼(ASPECT RATIO)의 증가는 소자 격리막(25)으로 트랜치(2 0)내를 매립할 때에 보이드(VOID, 도면에 미 도시) 형성등의 문제를 낳는다.The increase in the aspect ratio causes problems such as the formation of voids (VOID, not shown in the figure) when the trench 20 is buried in the device isolation film 25.

상기 게이트(30)가 갖는 물리적인 게이트 위쓰(2W, WIDTH)는 트랜치(20)간에 이루는 스페이스 간격이고, 상기 게이트 위쓰의 증/ 감은 반도체 장치의 전류 구동 능력의 증/ 감에 비례한다.The physical gate whistle 2W and WIDTH of the gate 30 is a space interval formed between the trenches 20, and the increase / decrease of the gate whistle is proportional to the increase / decrease of the current driving capability of the semiconductor device.

상기 반도체 장치의 디자인 룰 축소는 트랜치(20)간에 형성된 스페이스 간격의 감소를 의미하며, 반도체 기판(10)을 이용한 게이트 위쓰(2W) 감소를 극복하는 방법은 한계에 이르렀다.The reduction of the design rule of the semiconductor device means a reduction in the space spacing formed between the trenches 20, and the method of overcoming the reduction of the gate whistle 2W using the semiconductor substrate 10 has reached its limit.

도 1b 와 같이, 도 1a 에 형성된 게이트(30)를 반대 방향으로 절단하여 트랜치(20)를 소자 격리막(25)으로 매립한 반도체 기판(10)에 게이트(30)와 게이트 스페이서(35)에 오버 랩(OVERLAP)된 소오스/ 드레인 영역(40)을 형성한다.As shown in FIG. 1B, the gate 30 formed in FIG. 1A is cut in the opposite direction to overlie the gate 30 and the gate spacer 35 in the semiconductor substrate 10 having the trench 20 embedded in the device isolation layer 25. An overlapped source / drain region 40 is formed.

상기 소오스/ 드레인 영역(40)은 반도체 기판(10)에 형성된 웰(WELL, 도면에 미 도시)과 정션(JUNCTION)을 이루어 빌트인 포텐셜(BUILT-IN POTENTIAL)을 형성한 다.The source / drain region 40 forms a junction with a well (not shown) formed in the semiconductor substrate 10 to form a built-in potential (BUILT-IN POTENTIAL).

상기 정션은 반도체 기판(10)에 임플란트에 의해서 형성된 N 형 또는 P 형으로 된 타입(TYPE)이 다른 영역간에 형성되는 공핍층을 지칭한다.The junction refers to a depletion layer formed between regions having different types of N-type or P-type formed by an implant on the semiconductor substrate 10.

반도체 장치에 전원이 인가되지 않으면, 상기 빌트인 포텐셜은 소오스/ 드레인 영역(40)의 밑면과 측면에 형성된 정션의 면적분(40-1, 40-2)에 해당하는 만큼의 자연적인 누설전류(도면에 미 도시)만을 흘린다.When no power is applied to the semiconductor device, the built-in potential is a natural leakage current corresponding to the area portions 40-1 and 40-2 of the junctions formed on the bottom and side surfaces of the source / drain region 40 (Fig. Emi city) only shed.

그러나, 반도체 장치에 전원이 인가되면, 상기 빌트인 포텐셜과 인위적인 포텐셜 증가분의 합(SUM)은 상응된 누설 전류를 소오스/ 드레인 영역(40)의 밑면과 측면에 형성된 정션의 면적분(40-1, 40-2)을 통해서 흘린다.However, when power is applied to the semiconductor device, the sum (SUM) of the built-in potential and the artificial potential increase is equal to the area portion of the junction 40-1 formed at the bottom and side surfaces of the source / drain region 40 with a corresponding leakage current. 40-2).

종래 기술은, 반도체 기판(10)의 상면을 이용해서 반도체 장치의 디자인 룰을 산정하기 때문에, 디자인 룰 축소에 대응되는 트랜치(20)의 어스펙 레이쇼(1D/ 1W, ASPECT RATIO) 증가와 게이트 위쓰(2W) 감소를 극복하는데 한계에 이르렀다.Since the prior art calculates the design rule of the semiconductor device using the top surface of the semiconductor substrate 10, the increase in the aspect ratio (1D / 1W, ASPECT RATIO) and the gate of the trench 20 corresponding to the design rule reduction. It has reached its limit in overcoming a decrease in whistle (2W).

또한, 종래 기술은 반도체 기판(10) 하부에 형성된 소오스/ 드레인 영역(40)이 웰(WELL)과 이루는 정션(JUNCTION)으로 누설 전류(LEAKAGE CURRENT)가 새는 것을 방지못한다.In addition, the related art does not prevent leakage current LEAKAGE CURRENT from leaking to the junction of the source / drain region 40 formed under the semiconductor substrate 10 with the well WELL.

상기 기술적인 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 반도체 기판에 SEG(SELE CTIVE EPITAXIAL GROWTH) 방식을 이용해서 리버스 활성 영역을 형성하여 소자 분리를 위한 절연막의 매립문제를 해결함과 동시에 게이트의 위쓰를 증가시키고, 누설 전류가 새는 소오스/ 드레인 영역의 정션에 대한 면적분을 감소시킨 것이다.In order to solve the above technical problem, the present invention forms a reverse active region by using a SEG (SELE CTIVE EPITAXIAL GROWTH) method on the semiconductor substrate to solve the problem of filling the insulating film for device isolation and increase the gate whistle This reduces the area fraction of the junction of the leaking source / drain regions.

도 1a 내지 도 1b 는 종래 기술의 소자 분리가 된 반도체 기판에 게이트가 형성된 반도체 장치의 단면도.1A to 1B are cross-sectional views of a semiconductor device in which a gate is formed on a semiconductor substrate in which a device of the prior art is separated.

도 2a 는 본 발명의 멀티 층이 증착된 반도체 기판의 선택된 부위에 개구부를 형성한 반도체 장치의 단면도.2A is a cross-sectional view of a semiconductor device in which openings are formed in selected portions of a semiconductor substrate on which the multi-layers of the present invention are deposited.

도 2b 는 본 발명의 멀티 층중에 선택된 층을 식각한 후에 반도체 기판에 SEG(SELECTIVE EPITAXIAL GROWTH) 방식으로 리버스 활성영역을 형성한 반도체 장치의 단면도.FIG. 2B is a cross-sectional view of a semiconductor device in which a reverse active region is formed in a semiconductor substrate by a selective epitaxial growth (SEG) method after etching a selected layer among multiple layers of the present invention; FIG.

도 2c 는 본 발명의 리버스 활성 영역 상부를 오픈한 반도체 장치의 단면도.Fig. 2C is a cross sectional view of the semiconductor device with the upper portion of the reverse active region of the present invention open;

도 2d 는 본 발명의 리버스 활성 영역 상부간을 격리시키기 위해서 절연막으로 증착한 반도체 장치의 단면도.Fig. 2D is a cross sectional view of the semiconductor device deposited with an insulating film to isolate between the upper portions of the reverse active regions of the present invention.

도 2e 내지 도 2f 는 본 발명의 리버스 활성 영역에 게이트를 형성한 반도체 장치의 단면도.2E-2F are cross-sectional views of a semiconductor device with a gate formed in the reverse active region of the present invention.

( 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

100: 반도체 기판200: 제 1 절연막100 semiconductor substrate 200 first insulating film

230, 230-1: 질화막260: 제 2 절연막230, 230-1: nitride film 260: second insulating film

280: 멀티 층285: 개구부280: multi-layer 285: opening

290: 콘택3W: 스페이스 간격290: Contact 3W: Space interval

300: 리버스 활성영역(REVERSE ACTIVE REGION)300: REVERSE ACTIVE REGION

300-1: 스트레스 부위300-2: 밑면300-1: stress area 300-2: bottom

300-3: 코너(CORNER)300-3: CORNER

A, C: 수직 방향B, B': 수평 방향A, C: vertical direction B, B ': horizontal direction

D: 상부E: 하부D: Top E: Bottom

F: 곡선G: 직선F: curve G: straight line

H: 매립 깊이H: buried depth

400, 400-1: 제 3 절연막500: 게이트400, 400-1: Third insulating film 500: Gate

600: 소오스/ 드레인 영역600-1, 600-2: 면적분600: source / drain area 600-1, 600-2: area

상기 기술적 과제를 구현하기 위해서, 본 발명의 반도체 장치는 반도체 기판에 증착된 콘택을 갖는 멀티 층과, 콘택 내에 소정 높이로 형성된 리버스 활성영역과, 리버스 활성 영역의 상면에 접촉되어 형성된 게이트를 포함하며, 상기 멀티 층에 T 자형의 콘택을 형성해서, 반도체 기판과 평행한 방향으로는 리버스 활성영역 상부의 폭이 하부보다 크게하고, 반도체 기판과 수직인 방향으로는 멀티 층에 스트레스 부위를 형성하여 리버스 활성영역 상면에 세 개의 곡면이 있는 것이 특징이다.In order to realize the above technical problem, the semiconductor device of the present invention includes a multi-layer having a contact deposited on a semiconductor substrate, a reverse active region formed at a predetermined height within the contact, and a gate formed in contact with an upper surface of the reverse active region. And forming a T-shaped contact on the multi-layer, wherein the upper portion of the reverse active region is larger than the lower portion in a direction parallel to the semiconductor substrate, and a stress portion is formed on the multi-layer in the direction perpendicular to the semiconductor substrate. It is characterized by three curved surfaces on the top of the active area.

또한, 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법은 반도체 기판에 멀티 층을 증착하는 단계와, 상기 멀티 층을 식각하여 반도체 기판의 선택된 부위를 노출시켜서 개구부를 형성하는 단계와, 상기 개구부를 통해서 멀티 층중의 선택된 층을 반도체 기판과 평행하게 식각하여 콘택을 형성하는 단계와, 상기 노출된 반도체 기판을 씨드(SEED)로 하여 SEG(SELECTIVE EPITAXIAL GROWTH) 방식을 이용해서 콘택 매립으로 리버스 활성 영역을 형성하는 단계와, 상기 콘택을 형성하는 멀티 층의 일부만을 식각하여 리버스 활성 영역의 상부만을 오픈하는 단계와, 상기 리버스 활성 영역을 격리시키기 위해서 절연막을 증착하는 단계와, 상기 절연막을 화학 기계적 연마를 수행하여 리버스 활성 영역의 상면이 노출되도록 하는 단계와, 상기 리버스 활성 영역의 상면과 식각된 절연막에 폴리막을 증착해서 게이트를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 콘택에 형성된 리버스 활성영역의 상면을 이용하여 게이트의 위쓰를 증가시키고, 리버스 활성영역의 밑면이 절연막과 접촉되어 누설 전류를 감소시키는 것이 특징이다.In addition, the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention comprises the steps of depositing a multi-layer on a semiconductor substrate, etching the multi-layer to expose a selected portion of the semiconductor substrate to form an opening, and through the opening Forming a contact by etching the selected layer in parallel with the semiconductor substrate, and forming a reverse active region by filling the contact using a selective epitaxial growth (SEG) method using the exposed semiconductor substrate as a seed; Etching only a portion of the multi-layer forming the contact to open only an upper portion of the reverse active region; depositing an insulating film to isolate the reverse active region; and performing chemical mechanical polishing on the insulating layer to perform reverse activation. Exposing an upper surface of the region and an insulating layer etched from the upper surface of the reverse active region And forming a gate by depositing a poly film, wherein the whistle of the gate is increased by using an upper surface of the reverse active region formed in the contact, and a lower surface of the reverse active region is in contact with the insulating layer to reduce the leakage current. .

상기 멀티 층에서 선택된 층은 식각 선택비가 멀티 층을 구성하는 다른 층과 차이가 있고, 상기 콘택 매립은 멀티 층의 상면까지 채워질 수 있도록하는 것이 바람직하다.The layer selected in the multi layer is different from other layers in which the etch selectivity constitutes the multi layer, and the contact buried may be filled to the upper surface of the multi layer.

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 는 본 발명의 멀티 층이 증착된 반도체 기판의 선택된 부위에 개구부를 형성한 반도체 장치의 단면도이다.2A is a cross-sectional view of a semiconductor device in which openings are formed in selected portions of a semiconductor substrate on which the multi-layers of the present invention are deposited.

도 2a 와 같이, 반도체 기판(100)에 순차적으로 제 1 절연막(200)과 질화막(230)과 제 2 절연막(260)을 증착하여 멀티 층(280)을 형성하고, 멀티 층(280)을 식각하여 반도체 기판(100)의 선택된 부위가 노출되도록 개구부(285)를 형성한다.As illustrated in FIG. 2A, the first insulating layer 200, the nitride layer 230, and the second insulating layer 260 are sequentially deposited on the semiconductor substrate 100 to form the multi layer 280, and the multi layer 280 is etched. Openings 285 are formed to expose selected portions of the semiconductor substrate 100.

상기 개구부(285) 형태가 테이퍼(TAPER)를 갖는 이유는 멀티 층(280)을 구성하는 각각의 층(200, 230, 260)이 식각에 대한 선택비가 다르기 때문이다.The opening 285 has a taper because the selectivity to etching of the layers 200, 230, and 260 constituting the multi layer 280 is different.

즉, 멀티층(280)의 중간에 질화막(230)이 게재되어 있지 않으면 폭이 일정한 개구부(도면에 미 도시)를 형성할 수 있다.That is, when the nitride film 230 is not disposed in the middle of the multi-layer 280, an opening (not shown) having a constant width may be formed.

도 2b 는 본 발명의 멀티 층중에 선택된 층을 식각한 후에 반도체 기판에 SEG(SELECTIVE EPITAXIAL GROWTH) 방식으로 리버스 활성영역(REVERSE ACTIVE REGION)을 형성한 반도체 장치의 단면도이다.FIG. 2B is a cross-sectional view of a semiconductor device in which a reverse active region is formed on a semiconductor substrate by etching a layer selected from among the multi-layers of the present invention by a selective epitaxial growth (SEG) method.

도 2b 와 같이, 도 2a 의 개구부(285)를 형성하는 멀티 층(280)중에 질화막(230)만을 선택적으로 식각하여 T 자형 콘택(290)을 형성하고, 반도체 기판(100)에 SEG 방식을 이용하여 콘택(290) 매립으로 리버스 활성 영역(300)을 형성한다.As shown in FIG. 2B, only the nitride film 230 is selectively etched in the multi layer 280 forming the opening 285 of FIG. 2A to form a T-shaped contact 290, and the SEG method is used for the semiconductor substrate 100. Thus, the reverse active region 300 is formed by filling the contact 290.

상기 리버스 활성영역(300)의 하부(E)는, 종래 기술대비 추가적인 공정이 필요없이, 1차적으로 제 1 절연막(200)을 이용하여 절연시킨다.The lower portion E of the reverse active region 300 is primarily insulated using the first insulating layer 200 without the need for an additional process compared to the related art.

상기 식각된 질화막(230-1)은 리버스 활성 영역(300)간에 전기적으로 통하지 않는 소정의 스페이스 간격(3W)을 유지시켜주며 또한, 상기 식각은 반도체 기판(100)에 형성된 리버스 활성 영역(300)의 폭을 증가시키는데 일조를 한다.The etched nitride layer 230-1 maintains a predetermined space interval 3W that is not electrically connected between the reverse active regions 300, and the etching is performed on the reverse active region 300 formed in the semiconductor substrate 100. It helps to increase the width of.

상기 리버스 활성 영역(300)은 제 1 절연막(200)과 접촉되는 하부(E), 상기 질화막(230-1)과 제 2 절연막(260)과 접촉되는 상부(D)로 구분한다.The reverse active region 300 is divided into a lower portion E contacting the first insulating layer 200 and an upper portion D contacting the nitride layer 230-1 and the second insulating layer 260.

상기 리버스 활성 영역(300)의 하부(E)는 도 2a 의 제 1 절연막(200)에 의해 형성된 개구부(285)의 형태를 가지고 반도체 기판(100)에 대하여 SEG 가 수직 방향(A)으로 성장되며, 상기 리버스 활성 영역(300)의 상부(D)는 도 2a 에질화막(230)의 식각으로 반도체 기판(100)에 대해서 SEG 가 수직 방향(C)과 수평 방향(B, B')으로 성장되어 형성된다.The lower portion E of the reverse active region 300 has a shape of an opening 285 formed by the first insulating layer 200 of FIG. 2A, and the SEG is grown in the vertical direction A with respect to the semiconductor substrate 100. In the upper portion D of the reverse active region 300, the SEG is grown in the vertical direction C and the horizontal direction B and B ′ with respect to the semiconductor substrate 100 by etching of the nitride film 230 of FIG. 2A. Is formed.

그리고, 상기 리버스 활성 영역(300)의 상부(D)는 반도체 기판(100)에 대하여 SEG 가 수직 방향(C)으로 성장될 때에 제 2 절연막(260)의 코너(CORNER)에서 스트레스 부위(300-1)를 만나게 하여, 반도체 기판(100)에 대하여 수평 방향(B, B')보다 성장 비율을 낮게해서 형성시킨 부위이다.The upper portion D of the reverse active region 300 may have a stress portion 300-at the corner CORNER of the second insulating layer 260 when the SEG is grown in the vertical direction C with respect to the semiconductor substrate 100. 1) is a portion where the growth rate is lowered to the semiconductor substrate 100 than the horizontal directions B and B '.

즉, 상기 성장 비율의 차이는 스트레스 부위(300-1)에서 변곡점(INFLECTION POINT)을 만들어서 리버스 활성 영역(300) 상부의 상면에 세 개의 곡선을 형성해 준다.That is, the difference in growth rate creates three inflection points (INFLECTION POINT) in the stress area (300-1) to form three curves on the upper surface of the reverse active region (300).

상기 세 개의 곡선 형성은 리버스 활성 영역(300) 상면의 면적을 증가시키는 효과를 준다.The three curves form the effect of increasing the area of the upper surface of the reverse active region 300.

도 2c 는 본 발명의 리버스 활성 영역 상부를 오픈한 반도체 장치의 단면도이다.2C is a cross-sectional view of the semiconductor device with the upper portion of the reverse active region of the present invention open.

도 2c 와 같이, 도 2b 의 질화막(230-1)과 제 2 절연막(260)을 식각하여 리버스 활성 영역(300)의 상부(D)를 노출시킨다.As illustrated in FIG. 2C, the nitride layer 230-1 and the second insulating layer 260 of FIG. 2B are etched to expose the upper portion D of the reverse active region 300.

상기 제 1 절연막(200)의 두께는 리버스 활성영역(300)의 밑면(300-2)과 이격되어 소정의 하부(E) 부분이 드러나서 후속 공정(도면에 미 도시)으로 보이드(VOID)가 생기지 않도록 컨트롤하여야 한다.The thickness of the first insulating layer 200 is spaced apart from the bottom surface 300-2 of the reverse active region 300 so that a predetermined lower portion E is exposed so that voids are not generated in a subsequent process (not shown). Control to prevent damage.

상기 보이드는 상기 반도체 장치를 패키징(도면에 미 도시)한 후에 온도 테스트시에 특성을 열화시킬 수 있다.The voids may deteriorate characteristics during temperature testing after packaging the semiconductor device (not shown).

도 2d 는 본 발명의 리버스 활성영역 상부간을 격리시키기 위해서 절연막이 증착된 반도체 장치의 단면도이다.2D is a cross-sectional view of a semiconductor device in which an insulating film is deposited to isolate between upper portions of the reverse active regions of the present invention.

도 2d 와 같이, 제 1 절연막(200) 상면과 리버스 활성영역(300)의 상부(D)에 제 3 절연막(400)을 증착하여 리버스 활성 영역(300)간을 제 2 차로 절연시킨다.As illustrated in FIG. 2D, a third insulating layer 400 is deposited on the upper surface of the first insulating layer 200 and the upper portion D of the reverse active region 300 to insulate the reverse active region 300 in a second order.

상기 제 3 절연막(400)은 리버스 활성영역(300)의 상부(D)가 갖는 모양에 의해서 제 3 절연막(400)의 상면에 전사되는 굴곡이 생기지 않을 정도의 소정 두께로 증착한다.The third insulating layer 400 is deposited to have a predetermined thickness such that the bending of the upper surface of the third insulating layer 400 does not occur due to the shape of the upper portion D of the reverse active region 300.

도 2e 내지 도 2f 는 본 발명의 리버스 활성 영역에 게이트를 형성한 반도체 장치의 단면도이다.2E to 2F are cross-sectional views of a semiconductor device in which a gate is formed in a reverse active region of the present invention.

도 2e 와 같이, 도 2d 의 제 3 절연막(400)을 화학 기계적 연마(도면에 미 도시)를 수행하여 리버스 활성 영역(300)의 상면(D)이 드러나도록 해서 식각된 제 3 절연막(400-1)으로 리버스 활성영역(300)을 격리시키고, 식각된 제 3 절연막(400-1)과 리버스 활성영역(300)의 상면(D)에 폴리막을 증착하여 게이트(500)를 형성한다.As shown in FIG. 2E, the third insulating film 400-etched by performing chemical mechanical polishing (not shown) on the third insulating film 400 of FIG. 2D to expose the upper surface D of the reverse active region 300. 1) the reverse active region 300 is isolated, and a poly film is deposited on the etched third insulating layer 400-1 and the upper surface D of the reverse active region 300 to form the gate 500.

상기 화학 기계적 연마는 제 1 절연막(200)과 식각된 제 3 절연막(400-1)이 소정의 매립 깊이(H)를 가지고 리버스 활성영역(300)간을 격리시키고, 리버스 활성 영역(300)의 상면(D)이 노출되도록 수행한다.In the chemical mechanical polishing, the first insulating layer 200 and the etched third insulating layer 400-1 have a predetermined buried depth H to isolate the reverse active region 300 from each other. The upper surface D is exposed.

상기 게이트(500)는, 도 2b 의 제 2 절연막(260)의 측면에 형성된 SEG 의 성장으로 만들어진 곡선(F)이 도 2b 의 제 2 절연막(260)이 없을 때에 SEG 성장으로 예상되는 직선(G)에 비해서 길이가 크기때문에, 물리적으로 증가된 위쓰(WIDTH)를갖는다.The gate 500 has a straight line G which is expected to be SEG growth when the curve F created by the growth of the SEG formed on the side of the second insulating film 260 of FIG. 2B is absent from the second insulating film 260 of FIG. 2B. Because of its length compared to), it has a physically increased WIDTH.

상기 리버스 활성영역(300)의 형성은 디자인 룰 축소에 대응되어 게이트(500)의 위쓰를 증가시킬 수 있는 방안이다.The formation of the reverse active region 300 may increase the whistle of the gate 500 in response to the reduction of the design rule.

상기 게이트(500) 위쓰의 증가는 게이트(500)의 전류 구동능력을 증가시키고 반도체 장치의 특성을 향상시킨다.The increase of the gate 500 increases the current driving capability of the gate 500 and improves the characteristics of the semiconductor device.

도 2f 는 리버스 활성 영역(300)에 대하여 도 2e 와 반대 방향으로 절단한 반도체 장치의 단면도이다.FIG. 2F is a cross-sectional view of the semiconductor device cut in the opposite direction to FIG. 2E with respect to the reverse active region 300.

도시된 도 2e 에서 언급되지 않는 부분은 리버스 활성영역(300)의 상면에 증착된 폴리막을 식각하는 공정 능력을 감안하여, 리버스 활성 영역을 격리시키는 식각된 제 3 절연막(400-1)의 두께를 컨트롤해야 한다는 점이다.2E, the thickness of the etched third insulating layer 400-1 that isolates the reverse active region is determined in consideration of a process capability of etching the poly film deposited on the upper surface of the reverse active region 300. You have to control it.

상기 두께를 컨트롤하지 않으면, 폴리막 찌거기(RESIDUE)가 리버스 활성 영역(300)의 상면(D)과 측면이 이루는 코너(300-3)에 형성되어서 게이트(500)간의 쇼트(SHORT)를 유발한다.If the thickness is not controlled, a poly film residue is formed at the corner 300-3 formed between the upper surface D and the side surface of the reverse active region 300 to cause a short between the gate 500. .

또한, 리버스 활성 영역(300)의 형성은 소오스/ 드레인 영역(600)으로부터 누설전류(도면에 미 도시)를 발생시키는 정션(JUNCTION)의 면적분(600-1, 600-2)이 감소하는 이점이 있으며, 상기 정션은 반도체 기판(10)에 임플란트에 의해서 형성된 N 형 또는 P 형으로 된 타입(TYPE)이 다른 영역간에 형성되는 공핍층을 지칭한다.In addition, the formation of the reverse active region 300 has the advantage that the area portions 600-1 and 600-2 of the junction that generate leakage current (not shown) from the source / drain region 600 are reduced. The junction refers to a depletion layer formed between regions having different types of N-type or P-type formed by an implant on the semiconductor substrate 10.

즉, 소오스/ 드레인 영역(600)의 밑면(600-1)이 제 1 절연막(200)과 접촉되기 때문에 리버스 활성영역(300)에 형성된 웰(WELL, 도면에 미 도시)과 빌트인 포텐셜(BUILT-IN POTENTIAL)을 형성하지 않는다.That is, since the bottom surface 600-1 of the source / drain region 600 is in contact with the first insulating layer 200, the well formed in the reverse active region 300 and the built-in potential BUILT− IN POTENTIAL).

따라서, 누설 전류를 만드는 부분은 소오스/ 드레인 영역(600)의 측면에서 웰(WELL)과 빌트인 포텐셜을 형성하는 정션의 면적분(600-2)이며, 이를 통해서 리버스 활성영역(300)은 누설 전류를 획기적으로 줄일 수 있는 장점을 가진다.Therefore, the part which makes leakage current is the area portion 600-2 of the junction which forms the built-in potential with the well WELL in the side of the source / drain area 600, and through this, the reverse active area 300 becomes the leakage current. It has the advantage that can significantly reduce.

본 발명은, 반도체 기판(100)에 SEG 방식으로 리버스 활성영역(300)을 만들어서, 축소된 디자인 룰에서 게이트(500) 위쓰를 증가시킬수 있고 누설전류를 감소시켜 반도체 장치의 특성을 향상시킨다.According to the present invention, the reverse active region 300 is formed in the semiconductor substrate 100 by the SEG method, thereby increasing the gate 500 whistle and reducing the leakage current in the reduced design rule, thereby improving the characteristics of the semiconductor device.

상술한 바와 같이, 본 발명은 반도체 기판에 SEG 방식을 이용하여 리버스 활성영역을 만들어서 리버스 활성영역간을 격리시키는 문제를 제거하고, 리버스 활성영역의 상면에 세 개의 곡선을 형성하여 게이트 위쓰를 증가시키고, 리버스 활성영역의 밑면을 절연막과 접촉되게하여 소오스/ 드레인 영역이 웰과 이루는 정션의 면적분에 비례하는 누설전류를 감소시켜서 반도체 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention eliminates the problem of isolating the reverse active region by forming a reverse active region by using the SEG method on the semiconductor substrate, and by forming three curves on the upper surface of the reverse active region to increase the gate whistle, The bottom surface of the reverse active region is brought into contact with the insulating layer to reduce the leakage current in proportion to the area of the junction of the source / drain region with the well, thereby improving semiconductor characteristics.

Claims (4)

반도체 기판에 증착된 콘택을 갖는 멀티 층과, 콘택 내에 소정 높이로 형성된 리버스 활성영역과, 리버스 활성 영역의 상면에 접촉되어 형성된 게이트를 포함하며,A multi-layer having a contact deposited on the semiconductor substrate, a reverse active region formed at a predetermined height within the contact, and a gate formed in contact with an upper surface of the reverse active region, 상기 멀티 층에 T 자형의 콘택을 형성해서, 반도체 기판과 평행한 방향으로는 리버스 활성영역 상부의 폭이 하부보다 크게하고, 반도체 기판과 수직인 방향으로는 멀티 층에 스트레스 부위를 형성하여 리버스 활성영역 상면에 세 개의 곡면이 있는 것이 특징인 선택적 에피택셜 성장으로 형성한 리버스 활성 영역을 갖는 반도체 장치.By forming a T-shaped contact on the multi-layer, the width of the upper portion of the reverse active region in the direction parallel to the semiconductor substrate is larger than the lower portion, and the stress portion is formed in the multi-layer in the direction perpendicular to the semiconductor substrate to reverse A semiconductor device having a reverse active region formed by selective epitaxial growth characterized by three curved surfaces on an upper surface of the region. 반도체 기판에 멀티 층을 증착하는 단계;Depositing multiple layers on a semiconductor substrate; 상기 멀티 층을 식각하여 반도체 기판의 선택된 부위를 노출시켜서 개구부를 형성하는 단계;Etching the multi-layer to expose selected portions of the semiconductor substrate to form openings; 상기 개구부를 통해서 멀티 층중의 선택된 층을 반도체 기판과 평행하게 식각하여 콘택을 형성하는 단계;Etching selected layers of the multi-layers in parallel with the semiconductor substrate through the openings to form contacts; 상기 노출된 반도체 기판을 씨드(SEED)로 하여 SEG(SELECTIVE EPITAXIAL GROWTH) 방식을 이용해서 콘택 매립으로 리버스 활성 영역을 형성하는 단계;Forming a reverse active region by contact embedding using the exposed semiconductor substrate as a seed using a selective epitaxial grow (SEG) method; 상기 콘택을 형성하는 멀티 층의 일부만을 식각하여 리버스 활성 영역의 상부만을 오픈하는 단계;Etching only a portion of the multi-layer forming the contact to open only an upper portion of a reverse active region; 상기 리버스 활성 영역을 격리시키기 위해서 절연막을 증착하는 단계;Depositing an insulating film to isolate said reverse active region; 상기 절연막을 화학 기계적 연마를 수행하여 리버스 활성 영역의 상면이 노출되도록 하는 단계;Performing chemical mechanical polishing on the insulating layer to expose a top surface of a reverse active region; 상기 리버스 활성 영역의 상면과 식각된 절연막에 폴리막을 증착해서 게이트를 형성하는 단계; 를 포함하며,Depositing a poly film on an upper surface of the reverse active region and an etched insulating layer to form a gate; Including; 상기 콘택에 형성된 리버스 활성영역의 상면을 이용하여 게이트의 위쓰를 증가시키고, 리버스 활성영역의 밑면이 절연막과 접촉되어 누설 전류를 감소시키는 것이 특징인 선택적 에피택셜 성장으로 형성한 리버스 활성 영역을 갖는 반도체 장치 제조방법.A semiconductor having a reverse active region formed by selective epitaxial growth characterized by increasing the whistle of the gate by using an upper surface of the reverse active region formed in the contact, and reducing the leakage current by contacting the bottom surface of the reverse active region with the insulating film. Device manufacturing method. 제 2 항에 있어서, 상기 멀티 층에서 선택된 층은 식각 선택비가 멀티 층을 구성하는 다른 층과 차이가 있는 것이 특징인 선택적 에피택셜 성장으로 형성한 리버스 활성 영역을 갖는 반도체 장치 제조방법.The method of claim 2, wherein the layer selected from the multi-layers has a reverse active region formed by selective epitaxial growth, wherein an etch selectivity is different from other layers constituting the multi-layers. 제 2 항에 있어서, 상기 콘택 매립은 멀티 층의 상면까지 채워질 수 있도록하는 것이 특징인 선택적 에피택셜 성장으로 형성한 리버스 활성 영역을 갖는 반도체 장치 제조방법.The method of claim 2, wherein the contact buried material is filled to the top surface of the multi-layer, and the reverse active region formed by selective epitaxial growth.
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