KR20040051668A - 반도체 소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 웨이퍼내부로 입자 가속 침투 및 침적된 불순물을 안정화시키는 역할을 수행하는 열처리공정을 구비한 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 반도체 기판 상에 게이트 산화막 및 게이트 도전층을 순차적으로 형성하여 이를 사진식각하여 게이트전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트전극이 구비된 상기 반도체 기판에 상기 게이트 전극을 마스크로 이온 주입하여 소스영역 및 드레인영역을 형성하는 단계와; 상기 소스 영역 및 드레인영역을 형성하는 이온의 확산 및 확산이온의 안정화를 진행하기 위해 질소분위기를 형성하여 급속 열처리 공정을 수행하는 단계로 이루어진다.
Description
본 발명은 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼내부로 입자 가속 침투 및 침적된 불순물을 안정화시키는 역할을 수행하는 열처리공정을 구비한 반도체소자의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조공정 중 막질이 증착된 후 또는 이온이 주입된 후 어닐링(annealing)공정이 진행된다. 상기 어닐링공정은 고온에서 진행되는 열처리공정으로 반도체 웨이퍼내부로 입자 가속 침투 및 침적된 불순물을 안정화시키는 역할을 수행한다. 상기 어닐링 공정에서는 일반적으로 급속 열처리 공정(rapid thermal processing: RTP)이 사용되고 있다. 상기 급속 열처리 공정은 고온을 사용해서 원하는 효과를 얻을 수 있는 것과 동시에 짧은 시간동안에 열처리 공정이 진행되므로 불순물이 확산되는 부작용도 최소한으로 줄일 수 있는 장점이 있어 열처리 공정에 많이 사용되고 있는 방법이다.
상기와 같은 종래의 급속 열처리 공정은 막질증착 및 이온주입된 웨이퍼가 공정챔버에 투입되면, O2, N2가스를 플로우(flow)시켜 진행한다.
이때, 플로우된 상기 O2가스는 상기 웨이퍼 표면에 소자의 불량을 발생할 수 있는 산화막을 성장시키게 되고, 이는 반도체소자의 동작을 제어하는 문턱전압을 낮아지게 한다.
따라서, 낮아진 문턱전압은 반도체소자의 동작불량을 가져오게 되는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 열처리공정으로 인해 형성되는 불필요한 산화막의 형성을 방지하여 문턱전압을 개선함으로써 반도체소자의 동작 불량을 방지할 수 있도록 하는 반도체소자의 제조방법을 제공함에 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 다른 반도체 소자의 제조방법을 순차적으로 도시한 공정순서도이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시 예는 이온이 주입된 반도체 기판에 있어서: 상기 이온의 확산 및 상기 확산이온의 안정화를 진행하기 위해 질소분위기를 형성하여 급속 열처리 공정을 수행하는 단계로 이루어진다. 상기 질소분위기는 N2 가스의 주입만으로 급속 열처리 공정이 수행되는 분위기를 형성하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시 예는 반도체 기판 상에 게이트 산화막 및 게이트 도전층을 순차적으로 형성하여 이를 사진식각하여 게이트전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트전극이 구비된 상기 반도체 기판에 상기 게이트 전극을 마스크로 이온 주입하여 소스영역 및 드레인영역을 형성하는 단계와; 상기 소스 영역 및 드레인영역을 형성하는 이온의 확산 및 확산이온의 안정화를 진행하기 위해 질소분위기를 형성하여 급속 열처리 공정을 수행하는 단계로 이루어진다. 상기 질소분위기는 N2 가스의 주입만으로 급속열처리 공정이 수행되는 분위기를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 N2가스만을 사용한 열처리공정을 구비함으로써, 불필요한 산화막 형성을 방지하여 문턱전압을 개선함으로써 반도체 소자의 동작불량을 방지할 수 있도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하고자 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예인 반도체소자의 제조방법에 관한 것으로, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 반도체기판(10)상에 게이트산화막(12) 및 게이트폴리실리콘(14)을 순차적으로 형성하고, 그 상부에 게이트 전극 형성용 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한 후 이 패턴(미도시)을 마스크로 식각하여 게이트 전극(G)을 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 형성된 게이트 전극(G)을 마스크로 하여, 보론 등의 이온을 상기 반도체 기판(10)에 주입하여 얕은 소스/드레인 영역(S, D)을 형성한다. 상기 얕은 소스/드레인 영역(S, D)은 이후에 수행될 급속 열처리공정을 통해 얕은 소스/드레인 영역(S, D)의 이온이 확산되어, 확산된 소스/드레인 영역을 구비하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소스/드레인 영역(S, D)이 형성된 반도체 기판에 급속 열처리 공정을 수행하여 확산된 소스/드레인 영역(SD,DD)을 형성한다. 이때, 소스/드레인 영역(S, D)에 주입된 보론 등의 이온은 급속 열처리 공정을 통해 확산되고, 상기 확산된 이온을 안정화시키게 된다. 이때, 수행되는 급속 열처리공정은 N2가스만을 공정챔버내로 플로우시켜 질소분위기를 형성한 후 진행한다. 종래의 급속 열처리 공정은 O2가스, N2가스를 동시에 플로우(flow)시켜 진행했는데 이때, 플로우된 상기 O2가스는 상기 웨이퍼 표면에 소자의 불량을 발생할 수 있는 산화막을 성장시키게 되고, 이는 반도체소자의 동작을 제어하는 문턱전압을 낮아지게 했던 문제점을 발생시켰다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 급속 열처리 공정이 수행되는 공정챔버에 N2가스만을 투입하여 질소분위기를 형성한 후 공정을 진행하였다. 따라서, 상기와 같은 O2가스로 인해 발생된 문제를 N2가스만을 투입함으로써 해결할 수 있게 되었다.
따라서, N2가스만을 사용한 열처리공정을 구비함으로써, 열처리공정으로 인해 형성되는 불필요한 산화막의 형성을 방지하여 반도체소자의 문턱전압을 개선할 수 있게 되고, 이로 인해 반도체소자의 동작불량을 방지할 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, N2가스만을 사용한 열처리공정을 구비함으로써, 열처리공정으로 인해 형성되는 불필요한 산화막의 형성을 방지하여 문턱전압을 개선함으로써 반도체소자의 동작불량을 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
Claims (4)
- 이온이 주입된 반도체 기판에 있어서:상기 이온의 확산 및 상기 확산이온의 안정화를 진행하기 위해 질소분위기를 형성하여 급속 열처리 공정을 수행하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제1 항에 있어서, 상기 질소분위기는N2 가스의 주입만으로 급속열처리 공정이 수행되는 분위기를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 반도체 기판 상에 게이트 산화막 및 게이트 도전층을 순차적으로 형성하여 이를 사진식각하여 게이트전극을 형성하는 단계와;상기 게이트전극이 구비된 상기 반도체 기판에 상기 게이트 전극을 마스크로 이온 주입하여 소스영역 및 드레인영역을 형성하는 단계와;상기 소스 영역 및 드레인영역을 형성하는 이온의 확산 및 확산이온의 안정화를 진행하기 위해 질소분위기를 형성하여 급속 열처리 공정을 수행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제3 항에 있어서, 상기 질소분위기는N2 가스의 주입만으로 급속열처리 공정이 수행되는 분위기를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
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