KR20050065044A - Method of fabricating semiconductor device including oxide layer contacted to source and drain - Google Patents

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KR20050065044A
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김태균
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Abstract

NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인을 덮는 열산화막을 형성하여 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인의 도펀트를 재분포시켜 소오스/드레인 저항을 감소시킨다. 또한, NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터 형성 후, PMOS 트랜지스터의 소오스/드레인을 덮는 산화막을 저온에서 ALD 방법으로 형성한다. 이에 따라, 얕은 접합을 갖는 PMOS 트랜지스터를 형성하여 P+ 소오스/드레인의 저항을 감소시켜 PMOS 트랜지스터의 구동전류를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 산화막의 형성에 따른 PMOS 트랜지스터의 문턱전압 강하를 방지할 수 있다.A thermal oxide film covering the source / drain of the NMOS transistor is formed to redistribute the dopant of the source / drain of the NMOS transistor to reduce the source / drain resistance. After the formation of the NMOS transistor and the PMOS transistor, an oxide film covering the source / drain of the PMOS transistor is formed at low temperature by the ALD method. Accordingly, the PMOS transistor having a shallow junction can be formed to reduce the resistance of P + source / drain to increase the driving current of the PMOS transistor, and also to prevent the threshold voltage drop of the PMOS transistor due to the formation of the oxide film. Can be.

Description

소오스 및 드레인과 접하는 산화막을 구비하는 반도체 소자의 제조 방법{Method of fabricating semiconductor device including oxide layer contacted to source and drain} Method of fabricating a semiconductor device having an oxide film in contact with a source and a drain {Method of fabricating semiconductor device including oxide layer contacted to source and drain}

본 발명은 반도체 소자 제조 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소오스 및 드레인과 접하는 산화막을 구비하는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of semiconductor device manufacturing, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device having an oxide film in contact with a source and a drain.

MOS 트랜지스터의 디자인 룰(design rule)이 100 nm 급 이하로 급속히 감소되면서 얕은 접합(shallow junction) 중도핑(heavily-doped) 구조의 소오스/드레인 형성이 필수적으로 요구되고 있는 실정이다. 공정 기술적 측면에서 볼때, NMOS 트랜지스터에 비하여 PMOS 트랜지스터의 얕은 접합 형성이 상대적으로 더 어렵다. NMOS 트랜지스터를 형성하기 위해 도펀트(dopant)로 이용되는 As 또는 P는 낮은 확산도(low diffusivity)를 갖는데 반하여, PMOS 트랜지스터를 형성하기 위해 도펀트로 이용되는 B는 높은 확산도(high diffusivity)를 갖기 때문이다. As the design rules of MOS transistors are rapidly reduced to 100 nm or less, source / drain formation of shallow junction heavily-doped structures is required. In terms of process technology, shallow junction formation of PMOS transistors is relatively more difficult than NMOS transistors. As or P used as a dopant to form an NMOS transistor has a low diffusivity, whereas B used as a dopant to form a PMOS transistor has a high diffusivity. to be.

이에 따라, 얕은 접합 중농도의 PMOS 트랜지스터를 형성하여 구동전류(Idsat)를 증가시킬 수 있는 방법에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 예로서, P+ 도펀트로서 BF2 또는 BF와 같이 무거운 도펀트를 사용함으로써 확산을 감소시켜 궁극적으로 얕은 접합을 구현하기 위한 시도가 진행되었다. 그러나, 무거운 도펀트를 사용하는 방법만으로는 도펀트의 확산을 실질적으로 감소시키기 어려울 뿐만 아니라 100 nm 이하급의 고집적 소자를 구현하기에는 충분하지 못하다는 것이 일반적인 견해이다.Accordingly, many studies have been conducted on a method of increasing the driving current Idsat by forming a PMOS transistor having a low concentration in a shallow junction. As an example, attempts have been made to reduce diffusion by using heavy dopants such as BF 2 or BF as P + dopants and ultimately to achieve shallow junctions. However, it is a general view that the use of heavy dopants alone is not only difficult to substantially reduce the diffusion of dopants, but also not sufficient to realize highly integrated devices of 100 nm or less.

도 1a 내지 도 1c를 참조하여 종래 기술에 따른 CMOS 트랜지스터의 제조 방법을 설명한다. 도 1a 내지 도 1c는 셀 영역과 주변회로 영역을 구비하는 반도체 메모리 소자의 주변회로 영역을 예로서 보이고 있다. A method of manufacturing a CMOS transistor according to the prior art will be described with reference to FIGS. 1A to 1C. 1A to 1C illustrate a peripheral circuit region of a semiconductor memory device having a cell region and a peripheral circuit region as an example.

도 1a에 보이는 바와 같이, 반도체 기판(10)에 소자를 격리시키는 소자분리막(11)을 형성한 후, NMOS 트랜지스터 영역(Ⅰ)의 반도체 기판(10)내에 p형 웰(12)을 형성하고, PMOS 트랜지스터 영역(Ⅱ)의 반도체기판(10) 내에 n형 웰(13)을 형성한다. 이어서, p형 웰(12) 및 n형 웰(13) 상에 각각 게이트 산화막(14) 및 게이트 패턴(G)을 형성한다. 상기 게이트 패턴(G)은 도핑된 폴리실리콘막(16), 텅스텐 실리사이드막(17) 및 하드마스크층(18)을 적층 및 패터닝하여 형성한다. 상기 하드마스크층(18)은 질화막으로 형성할 수 있다. 다음으로, 재산화막(re-oxide layer, 18)을 형성하고, LDD(lightly doped drain) 형성을 위한 이온주입을 실시한다. 이어서, 게이트 버퍼 산화막(19) 및 스페이서막(20)을 증착한다.As shown in FIG. 1A, after forming an isolation layer 11 to isolate an element in the semiconductor substrate 10, a p-type well 12 is formed in the semiconductor substrate 10 of the NMOS transistor region I. An n-type well 13 is formed in the semiconductor substrate 10 in the PMOS transistor region II. Subsequently, a gate oxide film 14 and a gate pattern G are formed on the p-type well 12 and the n-type well 13, respectively. The gate pattern G is formed by stacking and patterning the doped polysilicon layer 16, the tungsten silicide layer 17, and the hard mask layer 18. The hard mask layer 18 may be formed of a nitride film. Next, a re-oxide layer 18 is formed and ion implantation is performed to form a lightly doped drain (LDD). Subsequently, a gate buffer oxide film 19 and a spacer film 20 are deposited.

다음으로, NMOS 트랜지스터 영역(Ⅰ)을 덮는 마스크층(도시하지 않음)을 형성하고, PMOS 트랜지스터 영역(Ⅱ)의 스페이서막(20), 게이트 버퍼 산화막(19) 및 재산화막(18)을 전면식각하여 게이트 패턴(G)의 측벽 상에 스페이서(20a)를 형성하고, P+ 이온주입 즉, BF2 또는 BF를 이온주입하여 p형 소오스/드레인(21a)을 형성한다. 이어서, NMOS 트랜지스터 영역(Ⅰ)을 덮는 마스크층을 제거하고, PMOS 트랜지스터 영역(Ⅱ)을 덮는 마스크층(도시하지 않음)을 형성하고, NMOS 트랜지스터 영역(Ⅰ)의 스페이서막(20), 게이트 버퍼 산화막(19) 및 재산화막(18)을 전면식각하여 게이트 패턴(G)의 측벽 상에 스페이서(20a)를 형성하고, N+ 이온주입 즉, As 또는 P를 이온주입하여 n형 소오스/드레인(21b)을 형성하여 도 1b에 보이는 바와 같이 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터를 형성한다. 이어서, PMOS 트랜지스터 영역(Ⅱ)을 덮는 마스크층을 제거한다. 상기 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인(21a) 형성 및 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인(21b) 형성은 순서를 바꾸어서 실시할 수도 있다.Next, a mask layer (not shown) covering the NMOS transistor region I is formed, and the spacer film 20, the gate buffer oxide film 19, and the reoxidation film 18 of the PMOS transistor region II are etched entirely. The spacer 20a is formed on the sidewall of the gate pattern G, and P + ion implantation, that is, BF 2 or BF is ion implanted to form the p-type source / drain 21a. Subsequently, the mask layer covering the NMOS transistor region I is removed, a mask layer (not shown) covering the PMOS transistor region II is formed, and the spacer film 20 and the gate buffer of the NMOS transistor region I are formed. The oxide film 19 and the reoxidation film 18 are etched entirely to form a spacer 20a on the sidewall of the gate pattern G, and N + ion implantation, that is, As or P, is ion implanted to form an n-type source / drain ( 21b) to form an NMOS transistor and a PMOS transistor as shown in FIG. 1B. Next, the mask layer covering the PMOS transistor region II is removed. The source / drain 21a formation of the NMOS transistor and the source / drain 21b formation of the NMOS transistor may be performed in a reversed order.

도 1c를 참조하면, NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터가 형성된 상기 반도체 기판(10) 상에 산화막(22)을 형성하여 PMOS 트랜지스터의 소오스/드레인(21a) 및 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인(21b)을 덮는다. 이어서, 상기 산화막(22) 상에 층간절연 BPSG(borophophosilicate glass, 24)를 형성한다. 상기 산화막(22) 형성후 셀 스페이서용 질화막(23)을 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 1C, an oxide film 22 is formed on the semiconductor substrate 10 on which an NMOS transistor and a PMOS transistor are formed to cover the source / drain 21a of the PMOS transistor and the source / drain 21b of the NMOS transistor. Subsequently, an interlayer insulating borophophosilicate glass (BPSG) 24 is formed on the oxide film 22. After the oxide film 22 is formed, the nitride film 23 for cell spacers may be formed.

전술한 바와 같이 종래 CMOS 트랜지스터 형성 방법은, 주변회로의 PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인들(21a, 21b)과 접하는 산화막(22)을 증착한다. 상기 산화막(22)은 고온 퍼니스형 챔버 또는 저압 챔버에서 HTO(hot temperature oxide) 또는 TEOS(tetraethylorthosilicate)를 증착하여 형성할 수 있다. 그러나, 산화막의 종류에 관계없이 p형 소오스/드레인(21a)의 저항(Rc, Rs)을 감소시키는 것으로 알려져있다. 상기 산화막(22)은 BPSG(24) 내에 존재하는 P에 대한 확산장벽으로서 역할하여 p형 소오스/드레인(21a)의 카운터-도핑(counter-doping) 현상을 방지하며, p형 소오스/드레인(21a) 내에 존재하는 B를 상기 산화막(22)의 계면으로 끌어당기는 역할을 하기 때문이라고 추정된다. 즉, 상기 산화막(22)의 형성에 따라 궁극적으로 얕은 접합을 구현하고 구동전류(Idsat)을 증가시켜 속도를 향상시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.As described above, the conventional CMOS transistor forming method deposits the oxide film 22 in contact with the source / drains 21a and 21b of the PMOS transistor and the NMOS transistor of the peripheral circuit. The oxide layer 22 may be formed by depositing hot temperature oxide (HTO) or tetraethylorthosilicate (TEOS) in a high temperature furnace type chamber or a low pressure chamber. However, it is known to reduce the resistances Rc and Rs of the p-type source / drain 21a regardless of the type of oxide film. The oxide film 22 serves as a diffusion barrier for P present in the BPSG 24 to prevent the counter-doping phenomenon of the p-type source / drain 21a, and the p-type source / drain 21a. It is presumed that this is because B existing in the X-ray pulls B to the interface of the oxide film 22. That is, according to the formation of the oxide film 22, it was found that ultimately, a shallow junction may be realized and the driving current Idsat may be increased to improve speed.

그러나, 상기 산화막(22)은 통상적으로 600 ℃ 내지 800 ℃의 고온에서 형성되기 때문에 PMOS 트랜지스터의 문턱전압 강화가 심화되는 등 소자 특성상의 역효과가 발생하는 문제점이 있다.However, since the oxide film 22 is typically formed at a high temperature of 600 ° C. to 800 ° C., there is a problem in that adverse effects occur in device characteristics such as intensifying the threshold voltage of the PMOS transistor.

한편, 100 nm 이하의 고집적 소자에서는 PMOS 트랜지스터 뿐만 아니라 NMOS 트랜지스터 소오스/드레인의 Rs, Rc 저항도 감소시키기 위해 얕은 소오스/드레인 접합 갖는 NMOS 트랜지스터를 형성하는 것이 연구 과제로 제기되고 있는 실정이다. On the other hand, in high-integration devices of 100 nm or less, it is a challenge to form NMOS transistors having shallow source / drain junctions to reduce Rs and Rc resistances of NMOS transistor sources / drains as well as PMOS transistors.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 얕은 소오스/드레인 접합을 갖는 NMOS 트랜지스터를 형성할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention for solving the above problems provides a method of manufacturing a semiconductor device capable of forming an NMOS transistor having a shallow source / drain junction.

또한, 본 발명은 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 소오스/드레인과 접하는 산화막을 저온에서 형성할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공한다. The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device capable of forming an oxide film in contact with the source / drain of an NMOS transistor and a PMOS transistor at a low temperature.

본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은, 반도체 기판 상에 NMOS 트랜지스터의 게이트 패턴을 형성하는 단계; 상기 NMOS 트랜지스터 게이트 패턴 양단의 상기 반도체 기판 표면에 n형 소오스/드레인을 형성하는 단계; 및 상기 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인 상에 열산화막을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes forming a gate pattern of an NMOS transistor on a semiconductor substrate; Forming an n-type source / drain on a surface of the semiconductor substrate across the NMOS transistor gate pattern; And forming a thermal oxide film on the source / drain of the NMOS transistor.

본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은, NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터가 형성된 반도체 기판을 마련하는 단계; 및 원자층 증착법으로 적어도 상기 PMOS 트랜지스터의 소오스 및 드레인과 접하는 ALD-산화막을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including: preparing a semiconductor substrate on which an NMOS transistor and a PMOS transistor are formed; And forming an ALD oxide film in contact with at least the source and drain of the PMOS transistor by atomic layer deposition.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법은, 반도체 기판 상에 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 게이트 패턴들을 형성하는 단계; 상기 NMOS 트랜지스터 게이트 패턴 양단의 상기 반도체 기판 표면에 n형 소오스/드레인을 형성하는 단계; 상기 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인 상에 열산화막을 형성하는 단계; 상기 PMOS 트랜지스터의 게이트 패턴 양단의 상기 반도체 기판 표면에 p형 소오스/드레인을 형성하는 단계; 및 원자층 증착법으로 상기 열산화막 및 상기 p형 소오스/드레인과 접하는 ALD-산화막을 형성하는 단계를 포함한다.In another embodiment, a method of manufacturing a semiconductor device includes forming gate patterns of an NMOS transistor and a PMOS transistor on a semiconductor substrate; Forming an n-type source / drain on a surface of the semiconductor substrate across the NMOS transistor gate pattern; Forming a thermal oxide film on the source / drain of the NMOS transistor; Forming a p-type source / drain on a surface of the semiconductor substrate across the gate pattern of the PMOS transistor; And forming an ALD oxide film in contact with the thermal oxide film and the p-type source / drain by atomic layer deposition.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.

도 2a 내지 도 2g를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 설명한다. 도 2a 내지 도 2g는 셀 영역과 주변회로 영역을 구비하는 반도체 메모리 소자의 주변회로 영역을 예로서 보이고 있다.A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2G. 2A to 2G show a peripheral circuit region of a semiconductor memory device having a cell region and a peripheral circuit region as an example.

도 2a를 참조하면, 실리콘 기판 등과 같은 반도체 기판(100)에 소자를 격리시키는 소자분리막(110)을 형성한다. 이어서, NMOS 트랜지스터 영역(Ⅰ)의 반도체 기판(100) 내에 p형 웰(120)을 형성하고, PMOS 트랜지스터 영역(Ⅱ)의 반도체기판(100) 내에 n형 웰(130)을 형성한다. 상기 소자분리막(110)은 STI(shallow trench isolation) 공정으로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 2A, an isolation layer 110 isolating the semiconductor substrate 100 such as a silicon substrate. Subsequently, the p-type well 120 is formed in the semiconductor substrate 100 of the NMOS transistor region I, and the n-type well 130 is formed in the semiconductor substrate 100 of the PMOS transistor region II. The device isolation layer 110 may be formed by a shallow trench isolation (STI) process.

도 2b를 참조하면, p형 웰(120) 및 n형 웰(130)이 형성된 반도체 기판(100) 상에 게이트 절연막(140), 도핑된 폴리실리콘막(150), 실리사이드막(160) 및 하드마스크층(170)을 적층한다. 상기 게이트 절연막(140), 상기 폴리실리콘막(150), 실리사이드막(160) 및 상기 하드마스크층(170)은 각각 30 Å 내지 100 Å, 500 Å 내지 1000 Å, 800 Å 내지 1500 Å 및 1500 Å 내지 2500 Å 두께로 형성할 수 있다. 상기 실리사이드막(160)은 텅스텐 실리사이드로 형성할 수 있다. 상기 실리사이드막(160)을 대신하여 금속막을 형성할 수도 있다. 상기 하드마스크층(180)은 질화막으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2B, the gate insulating layer 140, the doped polysilicon layer 150, the silicide layer 160, and the hard layer are formed on the semiconductor substrate 100 on which the p-type well 120 and the n-type well 130 are formed. The mask layer 170 is stacked. The gate insulating layer 140, the polysilicon layer 150, the silicide layer 160, and the hard mask layer 170 may be 30 mV to 100 mV, 500 mV to 1000 mV, 800 mV to 1500 mV and 1500 mV, respectively. To 2500 kPa thick. The silicide layer 160 may be formed of tungsten silicide. A metal film may be formed in place of the silicide film 160. The hard mask layer 180 may be formed of a nitride film.

도 2c를 참조하면, 하드마스크층(170), 실리사이드막(160) 및 폴리실리콘막(150)을 패터닝하여 하드마스크 패턴(171), 실리사이드 패턴(161), 폴리실리콘 패턴(151)으로 이루어지는 게이트 패턴(G)을 형성한다. Referring to FIG. 2C, the hard mask layer 170, the silicide layer 160, and the polysilicon layer 150 are patterned to form a gate including a hard mask pattern 171, a silicide pattern 161, and a polysilicon pattern 151. The pattern G is formed.

도 2d를 참조하면, 상기 게이트 패턴(G)을 형성하기 위한 식각과정에서 발생한 손상을 보상하기 위하여 30 Å 내지 70 Å 두께의 재산화막(re-oxide layer, 180)을 형성하고, LDD(lightly doped drain) 형성을 위한 이온주입을 실시한다. 이어서, 게이트 버퍼 산화막(190) 및 스페이서막(200)을 형성한다. 게이트 버퍼 산화막(190) 및 스페이서막(200)은 각각 80 Å 내지 150 Å 및 500 Å 내지 800 Å 두께로 형성할 수 있다. 상기 스페이서막(200)은 산화막으로 이루어지는 단일막 또는 산화막 및 질화막의 이중막으로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2D, in order to compensate for the damage generated during the etching process for forming the gate pattern G, a re-oxide layer 180 having a thickness of 30 to 70 70 is formed, and lightly doped Ion implantation is performed to form drains. Subsequently, the gate buffer oxide film 190 and the spacer film 200 are formed. The gate buffer oxide film 190 and the spacer film 200 may be formed to have a thickness of 80 to 150 GPa and 500 to 800 GPa, respectively. The spacer film 200 may be formed of a single film made of an oxide film or a double film of an oxide film and a nitride film.

도 2e를 참조하면, PMOS 트랜지스터 영역(Ⅱ)을 덮는 마스크층(M)을 형성하고, NMOS 트랜지스터 영역(Ⅰ)의 스페이서막(200), 게이트 버퍼 산화막(190) 및 재산화막(180)을 전면식각하여 NMOS 트랜지스터의 게이트 패턴(G)의 측벽 상에 스페이서(201)를 형성하고, N+ 이온주입 즉, As 또는 P를 이온주입하여 n형 소오스/드레인(211)을 형성한다. 이어서, 상기 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인(211) 상에 열산화막(thermal SiO2, 220)을 형성한다. 700 ℃ 내지 850 ℃ 온도에서 건식 또는 습식 열산화 공정을 실시하여 형성하여 30 Å 내지 100 Å 두께의 상기 열산화막(220)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2E, the mask layer M covering the PMOS transistor region II is formed, and the spacer film 200, the gate buffer oxide film 190, and the reoxidation film 180 of the NMOS transistor region I are formed on the entire surface. By etching, the spacer 201 is formed on the sidewall of the gate pattern G of the NMOS transistor, and the n-type source / drain 211 is formed by implanting N + ions, that is, As or P. Then, to form a thermal oxidation film (thermal SiO 2, 220) on the source / drain 211 of the NMOS transistor. The thermal oxidation film 220 having a thickness of 30 kPa to 100 kPa may be formed by performing a dry or wet thermal oxidation process at a temperature of 700 ° C to 850 ° C.

이와 같이 NMOS 트랜지스터의 n형 소오스/드레인(211) 상에 열산화막(220)을 형성함으로써 n형 소오스/드레인(211) 내의 도펀트 재 분포(dopant re-distribution)가 일어날 수 있다. 즉, As 또는 P와 같은 N+ 도펀트가 포함된 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인(211) 상에 열산화막을 형성할 경우, 세그리게이션 계수(segregation coefficient)가 1 보다 크고 산화막 내의 확산이 느리게 일어나기 때문에 열산화막(220) 형성 이후 소오스/드레인(211) 표면 상의 도펀트 농도가 증가하는 재분포 현상이 발생한다. 따라서, 고집적 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인 저항을 감소시킬 수 있다.As such, by forming the thermal oxide film 220 on the n-type source / drain 211 of the NMOS transistor, dopant redistribution may occur in the n-type source / drain 211. That is, when the thermal oxide film is formed on the source / drain 211 of the NMOS transistor including N + dopant such as As or P, since the segregation coefficient is larger than 1 and diffusion in the oxide film occurs slowly. After the thermal oxide film 220 is formed, a redistribution phenomenon occurs in which the dopant concentration on the surface of the source / drain 211 increases. Thus, the source / drain resistance of the highly integrated NMOS transistor can be reduced.

도 2f를 참조하면, 상기 마스크층(M)을 제거하고, NMOS 트랜지스터 영역(Ⅰ)을 덮는 마스크층(도시하지 않음)을 형성하고, PMOS 트랜지스터 영역(Ⅱ)의 스페이서막(200), 게이트 버퍼 산화막(190) 및 재산화막(180)을 전면식각하여 PMOS 트랜지스터의 게이트 패턴(G)의 측벽 상에 스페이서(202)를 형성하고, P+ 이온주입 즉, BF2 또는 BF를 이온주입하여 PMOS 트랜지스터의 p형 소오스/드레인(212)을 형성한다. 이어서, 상기 마스크층을 제거한다.Referring to FIG. 2F, the mask layer M is removed, a mask layer (not shown) covering the NMOS transistor region I is formed, the spacer film 200 and the gate buffer of the PMOS transistor region II are formed. The oxide layer 190 and the reoxidation layer 180 are all etched to form a spacer 202 on the sidewall of the gate pattern G of the PMOS transistor, and P + ion implantation, that is, BF 2 or BF is ion implanted to form a PMOS transistor. P-type source / drain 212 is formed. Next, the mask layer is removed.

도 2g를 참조하면, NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터가 형성된 상기 반도체 기판(100) 상에 ALD-산화막(230)을 형성하여 p형 소오스/드레인(212) 및 열산화막(220)을 덮는다. 이어서, 상기 ALD-산화막(230) 상에 층간절연 BPSG(borophophosilicate glass, 250)를 형성한다. 한편, 상기 ALD-산화막(230) 형성후 150 Å 내지 250 Å 두께의 셀 스페이서용 질화막(240)을 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 2G, an ALD oxide layer 230 is formed on the semiconductor substrate 100 on which an NMOS transistor and a PMOS transistor are formed to cover the p-type source / drain 212 and the thermal oxide layer 220. Subsequently, an interlayer insulating BPSG (borophophosilicate glass, 250) is formed on the ALD oxide layer 230. After the formation of the ALD oxide layer 230, the nitride film 240 for cell spacers having a thickness of 150 to 250 Å may be formed.

상기 ALD-산화막(230)은 원자층 증착법(atomic layer deposition, ALD)으로 SiO2를 증착하여 형성할 수 있다. 이때, 원하는 두께의 ALD-산화막(230)이 얻어질 때까지 소스가스 공급/퍼지/산화가스 공급/퍼지로 이루어지는 일련의 과정을 반복하여 실시한다. 소스가스로서 SiCl4 또는 Si2Cl6를 공급하고, 산화가스로서 H 2O를 공급할 수 있다. 소스가스 공급시, 소스가스 공급후 촉매로서 C5H5N 또는 NH3 를 공급할 수 있다. ALD-산화막(230)은 100 ℃ 내지 300 ℃ 온도에서 형성할 수 있다. 따라서, ALD-산화막(230)을 고온에서 형성함에 따른 PMOS 트랜지스터의 문턱전압 강하를 방지할 수 있다. 아울러, ALD는 원자층 단위로 증착이 진행되므로 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 ALD-산화막(230)을 형성할 수 있으며 게이트 패턴(G)을 이루는 금속막 또는 금속 실리사이드의 산화를 방지할 수 있다.The ALD oxide layer 230 may be formed by depositing SiO 2 by atomic layer deposition (ALD). At this time, a series of processes consisting of source gas supply / purge / oxidant gas supply / purge are repeatedly performed until the ALD oxide film 230 having a desired thickness is obtained. SiCl 4 or Si 2 Cl 6 may be supplied as a source gas, and H 2 O may be supplied as an oxidizing gas. When source gas is supplied, C 5 H 5 N or NH 3 may be supplied as a catalyst after the source gas is supplied. The ALD oxide layer 230 may be formed at a temperature of 100 ° C. to 300 ° C. Therefore, it is possible to prevent the threshold voltage drop of the PMOS transistor by forming the ALD oxide film 230 at a high temperature. In addition, since ALD is deposited on an atomic layer basis, the ALD may form an ALD oxide layer 230 having excellent step coverage and may prevent oxidation of the metal layer or the metal silicide forming the gate pattern G. .

상기 층간절연 BPSG막(250)은 6000 Å 내지 8000 Å 두께로 형성하며, 습식 산화 분위기에서 800 ℃ 내지 850 ℃ 온도에서 20분 내지 40 분 동안 갭필 플로우(gap-fill flow) 공정을 실시할 수도 있다.The interlayer insulating BPSG film 250 is formed to have a thickness of 6000 kPa to 8000 kPa, and a gap-fill flow process may be performed for 20 to 40 minutes at a temperature of 800 to 850 ° C. in a wet oxidizing atmosphere. .

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and the present invention may be variously substituted, modified, and changed without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.

전술한 바와 같이 이루어지는 본 발명은, NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인을 덮는 열산화막을 형성하여 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인의 도펀트를 재분포시켜 소오스/드레인 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터 형성 후, PMOS 트랜지스터의 소오스/드레인을 덮는 산화막을 저온에서 ALD 방법으로 형성한다. 이에 따라, 얕은 접합을 갖는 PMOS 트랜지스터를 형성하여 P+ 소오스/드레인의 저항을 감소시켜 PMOS 트랜지스터의 구동전류를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 산화막의 형성에 따른 PMOS 트랜지스터의 문턱전압 강하를 방지할 수 있다.According to the present invention, the thermal oxide film covering the source / drain of the NMOS transistor can be formed to redistribute the source / drain dopant of the NMOS transistor to reduce the source / drain resistance. After the formation of the NMOS transistor and the PMOS transistor, an oxide film covering the source / drain of the PMOS transistor is formed at low temperature by the ALD method. Accordingly, the PMOS transistor having a shallow junction can be formed to reduce the resistance of P + source / drain to increase the driving current of the PMOS transistor, and also to prevent the threshold voltage drop of the PMOS transistor due to the formation of the oxide film. Can be.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 공정 단면도.1A to 1C are cross-sectional views of a manufacturing process of a semiconductor device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 제조 공정 단면도. 2A to 2G are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 도면 부호의 설명 *Explanation of reference numerals for the main parts of the drawing

100: 반도체 기판 110: 소자분리막100: semiconductor substrate 110: device isolation film

120: p형 웰 130: n형 웰120: p-type well 130: n-type well

G: 게이트 패턴 211, 212: 소오스/드레인G: gate patterns 211 and 212: source / drain

220: 열산화막 230: ALD-산화막 220: thermal oxide film 230: ALD oxide film

Claims (8)

반도체 기판 상에 NMOS 트랜지스터의 게이트 패턴을 형성하는 단계;Forming a gate pattern of the NMOS transistor on the semiconductor substrate; 상기 NMOS 트랜지스터 게이트 패턴 양단의 상기 반도체 기판 표면에 n형 소오스/드레인을 형성하는 단계; 및Forming an n-type source / drain on a surface of the semiconductor substrate across the NMOS transistor gate pattern; And 상기 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인 상에 열산화막을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법. Forming a thermal oxide film on a source / drain of the NMOS transistor. NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터가 형성된 반도체 기판을 마련하는 단계; 및Providing a semiconductor substrate on which an NMOS transistor and a PMOS transistor are formed; And 원자층 증착법으로 적어도 상기 PMOS 트랜지스터의 소오스 및 드레인과 접하는 ALD-산화막을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법. Forming an ALD oxide film in contact with at least the source and drain of said PMOS transistor by atomic layer deposition. 반도체 기판 상에 NMOS 트랜지스터 및 PMOS 트랜지스터의 게이트 패턴들을 형성하는 단계;Forming gate patterns of an NMOS transistor and a PMOS transistor on a semiconductor substrate; 상기 NMOS 트랜지스터 게이트 패턴 양단의 상기 반도체 기판 표면에 n형 소오스/드레인을 형성하는 단계;Forming an n-type source / drain on a surface of the semiconductor substrate across the NMOS transistor gate pattern; 상기 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인 상에 열산화막을 형성하는 단계; Forming a thermal oxide film on the source / drain of the NMOS transistor; 상기 PMOS 트랜지스터의 게이트 패턴 양단의 상기 반도체 기판 표면에 p형 소오스/드레인을 형성하는 단계; 및Forming a p-type source / drain on a surface of the semiconductor substrate across the gate pattern of the PMOS transistor; And 원자층 증착법으로 상기 열산화막 및 상기 p형 소오스/드레인과 접하는 ALD-산화막을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법. Forming an ALD oxide film in contact with the thermal oxide film and the p-type source / drain by atomic layer deposition. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 ALD-산화막은 100 ℃ 내지 300 ℃ 온도에서 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. The ALD oxide film is a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that formed at a temperature of 100 ℃ to 300 ℃. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 ALD-산화막은The ALD oxide is 소스가스로서 SiCl4 또는 Si2Cl6를 공급하고, 산화가스로서 H2O를 공급하고, 촉매로서 C5H5N 또는 NH3를 공급하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.A method of manufacturing a semiconductor device, characterized by supplying SiCl 4 or Si 2 Cl 6 as a source gas, supplying H 2 O as an oxidizing gas, and supplying C 5 H 5 N or NH 3 as a catalyst. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 3 to 5, 상기 p형 소오스/드레인은 BF2 또는 BF를 이온주입하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The p-type source / drain is formed by ion implantation of BF 2 or BF. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 열산화막은 700 ℃ 내지 850 ℃ 온도에서 건식 또는 습식 열산화 공정을 실시하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법. The thermal oxide film is a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that formed by performing a dry or wet thermal oxidation process at a temperature of 700 ℃ to 850 ℃. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 반도체 기판은 셀 영역 및 주변회로 영역을 포함하고,The semiconductor substrate includes a cell region and a peripheral circuit region, 상기 NMOS 트랜지스터 및 상기 PMOS 트랜지스터는 상기 주변회로 영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And the NMOS transistor and the PMOS transistor are formed in the peripheral circuit region.
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