KR20050001257A - 니켈 합금 샐리사이드 공정, 이를 사용하여 반도체소자를제조하는 방법, 그에 의해 형성된 니켈 합금 실리사이드막및 이를 사용하여 제조된 반도체소자 - Google Patents
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Abstract
Description
탄탈륨함량 | 상부 NiTa 실리사이드막 | 하부 NiTa 실리사이드막 | ||||||
Ni | Ta | Si | 두께 | Ni | Ta | Si | 두께 | |
3.5 at% | 60 at% | 12 at% | 28 at% | 39 Å | 48 at% | 0.1 at% | 51.9at% | 320 Å |
5 at% | 30 at% | 54 at% | 16 at% | 33 Å | 50 at% | 0.2 at% | 49.8at% | 420 Å |
10 at% | 1 at% | 98 at% | 1 at% | 40 Å | 50 at% | 0.2 at% | 49.8at% | 435 Å |
Claims (43)
- 실리콘을 함유하는 반도체기판 상에 적어도 한 종류의 첨가원소(at least one species of additive element)를 함유하는(containing) 니켈 합금막을 형성하되, 상기 적어도 한 종류의 첨가원소의 함량(content)은 0.1 atomic% 내지 10 atomic%이고,상기 니켈 합금막을 갖는 반도체기판을 열처리하여 상기 니켈 합금막 및 상기 반도체기판의 반응에 의해 생성된 니켈 합금 실리사이드막을 형성하는 것을 포함하는 니켈 합금 샐리사이드 공정.
- 제 1 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소의 함량은 0.1 atomic% 내지 5 atomic%인 것을 특징으로 하는 니켈 합금 샐리사이드 공정.
- 제 1 항에 있어서,상기 니켈 합금막을 형성하기 전에 상기 반도체기판 상에 실리콘 패턴을 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 니켈 합금막은 상기 실리콘 패턴과 접촉하도록 형성되고, 상기 니켈 합금막은 상기 열처리 동안 상기 실리콘 패턴과 반응하는 것을 특징으로 하는 니켈 합금 샐리사이드 공정.
- 제 3 항에 있어서,상기 실리콘 패턴은 비정질 실리콘막, 폴리실리콘막 또는 단결정 실리콘막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 니켈 합금 샐리사이드 공정.
- 제 1 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 타이타늄(Ti), 하프니움(Hf), 텅스텐(W), 코발트(Co), 백금(Pt), 크롬(Cr), 팔라디움(Pd), 바나디움(V) 및 니오비움(Nb)으로 이루어진 일 군중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 니켈 합금 샐리사이드 공정.
- 제 1 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta)인 것을 특징으로 하는 니켈 합금 샐리사이드 공정.
- 제 1 항에 있어서,상기 열처리는 200℃ 내지 700℃의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 니켈 합금 샐리사이드 공정.
- 제 1 항에 있어서,상기 열처리는 300℃ 내지 500℃의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는니켈 합금 샐리사이드 공정.
- 반도체기판의 소정영역에 모스 트랜지스터를 형성하되, 상기 모스 트랜지스터는 서로 이격된 소오스 영역 및 드레인 영역, 상기 소오스/드레인 영역들 사이의 채널 영역 상부에 형성된 게이트 패턴, 및 상기 게이트 패턴의 측벽을 덮는 스페이서를 갖고,상기 모스 트랜지스터를 갖는 반도체기판의 전면 상에 적어도 한 종류의 첨가원소를 함유하는 니켈 합금막을 형성하되, 상기 적어도 한 종류의 첨가원소의 함량은 0.1 atomic% 내지 10 atomic%이고,상기 니켈 합금막을 갖는 반도체기판을 열처리하여 적어도 상기 소오스/드레인 영역들 상에 니켈 합금 실리사이드막을 형성하는 것을 포함하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 게이트 패턴을 형성하는 것은상기 반도체기판 상에 실리콘막을 형성하고,상기 실리콘막을 패터닝하는 것을 포함하되, 상기 패터닝된 실리콘막 및 그 위의 상기 니켈 합금막은 상기 열처리 동안 서로 반응하여 게이트 니켈 합금 실리사이드막을 생성시키는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 게이트 패턴을 형성하는 것은상기 반도체기판 상에 도전막 및 절연막을 차례로 형성하고,상기 절연막 및 상기 도전막을 연속적으로 패터닝하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소의 함량은 0.1 atomic% 내지 5 atomic%인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 타이타늄(Ti), 하프니움(Hf), 텅스텐(W), 코발트(Co), 백금(Pt), 크롬(Cr), 팔라디움(Pd), 바나디움(V) 및 니오비움(Nb)으로 이루어진 일 군중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta)인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 니켈 합금막을 열처리하는 것은 200℃ 내지 700℃의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 니켈 합금막을 열처리하는 것은 300℃ 내지 500℃의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 니켈 합금 실리사이드막을 형성한 후에, 상기 스페이서 상에 잔존하는 미반응된(unreacted) 니켈 합금막을 제거하고,상기 미반응된 니켈 합금막이 제거된 반도체기판의 전면 상에 층간절연막을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 니켈 합금막의 열처리 전에 상기 니켈 합금막 상에 캐핑막을 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 캐핑막은 상기 미반응된 니켈 합금막과 함께 제거되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 캐핑막은 타이타늄 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 반도체기판의 소정영역에 모스 트랜지스터를 형성하되, 상기 모스 트랜지스터는 서로 이격된 소오스 영역 및 드레인 영역, 상기 소오스/드레인 영역들 사이의 채널 영역 상부에 형성된 게이트 패턴, 및 상기 게이트 패턴의 측벽을 덮는 스페이서를 갖고,상기 모스 트랜지스터를 갖는 반도체기판 상에 상기 게이트 패턴을 노출시키는 절연성 마스크 패턴을 형성하되, 상기 절연성 마스크 패턴은 상기 소오스/드레인 영역들을 덮고,상기 마스크 패턴을 포함하는 반도체기판의 전면 상에 적어도 한 종류의 첨가원소를 함유하는 니켈 합금막을 형성하되, 상기 적어도 한 종류의 첨가원소의 함량은 0.1 atomic% 내지 10 atomic%이고,상기 니켈 합금막을 갖는 반도체기판을 열처리하여 상기 게이트 패턴 상에 선택적으로 니켈 합금 실리사이드막을 형성하는 것을 포함하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 20 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 타이타늄(Ti), 하프니움(Hf), 텅스텐(W), 코발트(Co), 백금(Pt), 크롬(Cr), 팔라디움(Pd), 바나디움(V) 및 니오비움(Nb)으로 이루어진 일 군중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 20 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta)인 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 20 항에 있어서,상기 니켈 합금막을 열처리하는 것은 200℃ 내지 700℃의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 제 20 항에 있어서,상기 니켈 합금막을 열처리하는 것은 300℃ 내지 500℃의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
- 실리콘을 함유하는 반도체기판의 표면 상에 형성되되, 제1 함량(first content)을 갖는 적어도 한 종류의 첨가원소(at least one species of additive element)를 함유하는 하부 니켈 합금 실리사이드막; 및상기 하부 니켈 합금 실리사이드막 상에 형성되고 상기 제1 함량보다 큰 제2 함량을 갖는 상기 적어도 한 종류의 첨가원소를 함유하는 상부 니켈 합금 실리사이드막을 포함하되, 상기 상부 니켈 합금 실리사이드막은 상기 하부 니켈 합금 실리사이드막보다 얇은 것을 특징으로 하는 니켈 합금 실리사이드막.
- 제 25 항에 있어서,상기 반도체기판은 N형 불순물들 또는 P형 불순물들로 도우핑된 불순물 영역인 것을 특징으로 하는 니켈 합금 실리사이드막.
- 제 25 항에 있어서,상기 반도체기판은 실리콘 패턴인 것을 특징으로 하는 니켈 합금 실리사이드막.
- 제 25 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 타이타늄(Ti), 하프니움(Hf), 텅스텐(W), 코발트(Co), 백금(Pt), 크롬(Cr), 팔라디움(Pd), 바나디움(V) 및 니오비움(Nb)으로 이루어진 일 군중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 니켈 합금 실리사이드막.
- 제 25 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta)인 것을 특징으로 하는 니켈 합금 실리사이드막.
- 제 28 항에 있어서,상기 제1 함량은 0 atomic% 내지 4.9 atomic%이고, 상기 제2 함량은 5 atomic% 내지 60 atomic%인 것을 특징으로 하는 니켈 합금 실리사이드막.
- 제 28 항에 있어서,상기 하부 니켈 합금 실리사이드막은 상기 상부 니켈 합금 실리사이드막 및 상기 하부 니켈 합금 실리사이드막의 전체두께(total thickness)의 적어도 70%에 해당하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 니켈 합금 실리사이드막.
- 반도체기판에 형성되고 서로 이격된(spaced apart) 소오스 영역 및 드레인 영역;상기 소오스/드레인 영역들 사이의 채널 영역 상부에 배치된 게이트 패턴;상기 게이트 패턴의 측벽 상에 형성된 절연성 스페이서; 및상기 소오스/드레인 영역들 상에 차례로 적층된 하부 니켈 합금 실리사이드막 및 상부 니켈 합금 실리사이드막으로 구성된 니켈 합금 실리사이드막을 포함하되, 상기 하부 니켈 합금 실리사이드막은 제1 함량(first content)을 갖는 적어도 한 종류의 첨가원소(at least one species of additive element)를 함유하고, 상기 상부 니켈 합금 실리사이드막은 상기 제1 함량보다 큰 제2 함량을 갖는 상기 적어도 하나의 첨가원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 32 항에 있어서,상기 게이트 패턴은 차례로 적층된 실리콘 패턴 및 절연막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 32 항에 있어서,상기 게이트 패턴이 실리콘 패턴인 경우에 상기 게이트 패턴 상에 형성된 다른 니켈 합금 실리사이드막을 더 포함하되, 상기 다른 니켈 합금 실리사이드막은 상기 소오스/드레인 영역들 상의 상기 니켈 합금 실리사이드막과 동일한 물질구조(the same material structure)를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 32 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 타이타늄(Ti), 하프니움(Hf), 텅스텐(W), 코발트(Co), 백금(Pt), 크롬(Cr), 팔라디움(Pd), 바나디움(V) 및 니오비움(Nb)으로 이루어진 일 군중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 32 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta)인 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 35 항에 있어서,상기 제1 함량은 0 atomic% 내지 4.9 atomic%이고, 상기 제2 함량은 5 atomic% 내지 60 atomic%인 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 35 항에 있어서,상기 하부 니켈 합금 실리사이드막은 상기 니켈 합금 실리사이드막의 전체두께의 적어도 70%에 해당하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 반도체기판에 형성되고 서로 이격된(spaced apart) 소오스 영역 및 드레인 영역;상기 소오스/드레인 영역들 사이의 채널 영역 상부에 배치된 게이트 전극;상기 게이트 패턴의 측벽 상에 형성된 절연성 스페이서; 및상기 게이트 전극 상에 차례로 적층된 하부 니켈 합금 실리사이드막 및 상부 니켈 합금 실리사이드막으로 구성된 니켈 합금 실리사이드막을 포함하되, 상기 하부 니켈 합금 실리사이드막은 제1 함량(first content)을 갖는 적어도 한 종류의 첨가원소(at least one species of additive element)를 함유하고, 상기 상부 니켈 합금 실리사이드막은 상기 제1 함량보다 큰 제2 함량을 갖는 상기 적어도 하나의 첨가원소를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 39 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 타이타늄(Ti), 하프니움(Hf), 텅스텐(W), 코발트(Co), 백금(Pt), 크롬(Cr), 팔라디움(Pd), 바나디움(V) 및 니오비움(Nb)으로 이루어진 일 군중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 39 항에 있어서,상기 적어도 한 종류의 첨가원소는 탄탈륨(Ta)인 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 40 항에 있어서,상기 제1 함량은 0 atomic% 내지 4.9 atomic%이고, 상기 제2 함량은 5 atomic% 내지 60 atomic%인 것을 특징으로 하는 반도체소자.
- 제 40 항에 있어서,상기 하부 니켈 합금 실리사이드막은 상기 니켈 합금 실리사이드막의 전체두께의 적어도 70%에 해당하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체소자.
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