KR20050069626A - Method for fabricating polyresistor of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 폴리레지스터 형성방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 비정질 실리콘이나 도핑된 폴리실리콘을 증착하여 폴리레지스터를 형성함으로써 폴리레지스터의 낮은 저항을 실현하고 공정을 단순화 할 수 있는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a polyresistor of a semiconductor device, and more particularly, to a method capable of realizing low resistance and simplifying a process by depositing amorphous silicon or doped polysilicon to form a polyresist. .
본 발명의 반도체 소자의 폴리레지스터 형성방법은 소자분리막이 구비된 반도체 기판에 버퍼 산화막을 형성하는 단계; 상기 버퍼 산화막의 상부에 폴리레지스터 물질을 증착하는 단계; 상기 폴리레지스터 물질을 부분식각하여 폴리레지스터 영역을 형성하는 단계; 상기 폴리레지스터 영역을 포함한 반도체 기판에 게이트 산화막 및 폴리실리콘을 증착하는 단계; 상기 폴리실리콘을 부분식각하여 게이트 전극 및 폴리레지스터 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극을 마스크로 하여 LDD 영역을 형성하는 단계; 및 상기 게이트 전극과 폴리레지스터 전극의 측벽부에 스페이서를 형성하는 단계로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.Polyresist forming method of a semiconductor device of the present invention comprises the steps of forming a buffer oxide film on a semiconductor substrate provided with a device isolation film; Depositing a polyresist material on top of the buffer oxide film; Partially etching the polyresist material to form a polyresist region; Depositing a gate oxide film and polysilicon on a semiconductor substrate including the polyresist region; Partially etching the polysilicon to form a gate electrode and a polyresist electrode; Forming an LDD region using the gate electrode as a mask; And forming spacers on sidewalls of the gate electrode and the polyresist electrode.
따라서, 본 발명의 반도체 소자의 폴리레지스터 형성방법은 비정질 실리콘이나 도핑된 폴리실리콘을 증착하여 폴리레지스터를 형성함으로써 폴리레지스터의 낮은 저항을 실현하고 공정을 단순화 할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the method of forming a polyresist of the semiconductor device of the present invention has the effect of realizing low resistance of the polyresist and simplifying the process by forming polyresist by depositing amorphous silicon or doped polysilicon.
Description
본 발명은 반도체 소자의 폴리레지스터(polyresistor) 형성방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 비정질(amorphous) 실리콘이나 도핑된 폴리실리콘(doped polysilicon)을 증착하여 폴리레지스터를 형성함으로써 폴리레지스터의 낮은 저항을 실현하고 공정을 단순화 할 수 있는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a polyresistor of a semiconductor device, and more particularly, to form a polyresist by depositing amorphous silicon or doped polysilicon to realize a low resistance of the polyresistor. It is about how to simplify the process.
일반적으로 아날로그 반도체 장치는 로우와 하이의 두 가지 상태만의 신호를 갖는 디지탈 반도체 장치와는 다르게 여러 상태의 정보를 저장하기 위해서 회로의 필요한 각각의 노드(node)에 레지스터와 캐패시터(capacitor)를 첨가하게 되며, 이러한 레지스터의 저항값과 캐패시터의 용량은 전압의 변화에 따라 변화가 큰 경우 불량이 발생된다. 그러므로 모오스 전계효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor)와 폴리 레지스터가 결합된 아날로그 반도체 장치에서는 레지스터가 특정 저항값을 갖도록 요구된다.In general, analog semiconductor devices, unlike digital semiconductor devices having signals of only two states, low and high, add a resistor and a capacitor to each node of a circuit to store information of various states. If the resistance value of the resistor and the capacitance of the capacitor change large according to the voltage change, a defect occurs. Therefore, in an analog semiconductor device in which a metal-oxide-semiconductor field effect transistor and a poly resistor are combined, the resistor is required to have a specific resistance value.
또한, 일반적으로 반도체 소자가 초고집적화 될수록 기생저항(parasitic resistance) 효과를 줄이기 위해 게이트 전극과 소오스/드레인 전극에 선택적으로 금속층이나 금속 실리사이드층을 형성하는 자기 정렬 방식의 실리사이드(self-aligned silicide) 즉 살리사이드(sailcide) 구조를 도입하게 되는데, 이러한 살리사이드 구조가 레지스터로 사용되는 폴리실리콘상에도 형성되므로써 특정 저항값을 갖는 레지스터를 형성하기 위해서는 별도의 공정을 추가하여 이러한 레지스터상에는 실리사이드가 형성되지 않도록 해야 한다.In general, as semiconductor devices become highly integrated, self-aligned silicides that selectively form metal layers or metal silicide layers on gate electrodes and source / drain electrodes in order to reduce parasitic resistance effects. A salicide structure is introduced, and since the salicide structure is also formed on polysilicon used as a resistor, a separate process is added to form a resistor having a specific resistance value so that no silicide is formed on the resistor. Should be.
도 1a부터 도 1c는 종래의 실시 예에 따라 아날로그용 폴리레지스터를 제조하는 과정을 나타내는 공정 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing an analog polyresist according to a conventional embodiment.
먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(1)에 소자 분리막(2)을 형성한 다음, 상기 소자 분리막(2) 상부에는 폴리실리콘을 증착하고 소정의 불순물을 이온주입하여 특정 저항값을 가지는 폴리 레지스터(24)를 형성한다. 액티브 영역에는 게이트 산화막(3), 게이트 전극(4)과 소오스/드레인 전극(5)을 형성한다. 이 후, 전면에 산화막을 소정 두께로 증착한 다음, 비등방성 식각하여 게이트의 측벽과 폴리레지스터의 측벽, 캐패시터의 측벽에 스페이서 산화막(12)을 형성한다. 이 후, 전면에 층간 절연막(100)을 형성하고, 소자 분리막의 가장자리 소정 부분을 포함한 소오스/드레인 및 게이트 전극 영역을 노출시킨다.First, as shown in FIG. 1A, the device isolation layer 2 is formed on the semiconductor substrate 1, and then polysilicon is deposited on the device isolation layer 2, and predetermined impurities are implanted to ionize a specific resistance value. Branches form the poly resist 24. A gate oxide film 3, a gate electrode 4, and a source / drain electrode 5 are formed in the active region. After that, an oxide film is deposited on the entire surface, and then anisotropically etched to form a spacer oxide film 12 on the sidewall of the gate, the sidewall of the polyresistor, and the sidewall of the capacitor. Thereafter, the interlayer insulating film 100 is formed on the entire surface, and the source / drain and gate electrode regions including the predetermined portion of the edge of the device isolation film are exposed.
다음, 도 1b와 같이, 전면에 Ti, Cr, Ni 등과 같은 고융점 금속막을 소정두께로 전면에 증착한 다음, 열처리 공정을 통하여 실리콘 영역에 실리사이드막(300)을 형성하고, 산화막 상의 반응하지 않은 금속은 식각하여 제거함으로써, 소오스/드레인 및 게이트 영역에 실리사이드를 형성한다. 상기한 실리사이드 형성공정을 살리사이드 공정이라 한다.Next, as shown in FIG. 1B, a high melting point metal film such as Ti, Cr, Ni, etc. is deposited on the entire surface to a predetermined thickness, and then a silicide film 300 is formed in the silicon region through a heat treatment process, and the reaction is not performed on the oxide film. The metal is etched away to form silicide in the source / drain and gate regions. The above silicide forming process is called a salicide process.
다음, 도 1c와 같이, 전면에 층간 절연막(6)을 소정 두께로 증착한 다음, 소자 분리막 위에 형성된 폴리 레지스터의 상부 소정 부분과 상부 캐패시터 상의 소정 부분, 소오스 드레인 영역에 형성된 실리사이드의 소정 부분을 노출시키는 콘택홀을 형성하고, 상기 노출된 부분과 전기적으로 연결되는 금속배선(7A, 7B, 7C, 7D, 7E)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1C, an interlayer insulating film 6 is deposited on the entire surface to a predetermined thickness, and then an upper predetermined portion of the poly resist formed on the device isolation layer, a predetermined portion on the upper capacitor, and a predetermined portion of the silicide formed in the source drain region are exposed. And forming metal contact holes 7A, 7B, 7C, 7D, and 7E electrically connected to the exposed portions.
상기한 종래의 방법에 따르면 레지스터 물질로서 폴리실리콘을 증착하고 불순물을 이온주입하여 폴리레지스터를 형성하였다. 하지만, 상기 폴리실리콘 물질은 낮은 저항을 실현하기 위해 이온주입을 고농도로 실시하여야 하기 때문에 소오스/드레인 및 게이트를 형성하기 위한 공정과 동시에 실시되지 못하고 별도의 공정으로 진행하여야 한다. 따라서 공정이 복잡해 지고, 낮은 저항의 폴리레지스터 형성이 어렵다는 문제점이 있다. According to the conventional method described above, polysilicon was deposited as a resistor material and ion implanted impurities to form a polyresist. However, since the polysilicon material has to be ion implanted at a high concentration in order to realize low resistance, the polysilicon material may not be simultaneously performed with a process for forming a source / drain and a gate, and must be performed in a separate process. Therefore, the process is complicated, and there is a problem that it is difficult to form a low resistance polyresist.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비정질 실리콘이나 도핑된 폴리실리콘을 증착하여 폴리레지스터를 형성함으로써 폴리레지스터의 낮은 저항을 실현하고 공정을 단순화 할 수 있는 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다. Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to provide a method that can achieve a low resistance of the polyresist and simplify the process by forming a polyresist by depositing amorphous silicon or doped polysilicon. There is an object of the present invention.
본 발명의 상기 목적은 소자분리막이 구비된 반도체 기판에 버퍼 산화막을 형성하는 단계; 상기 버퍼 산화막의 상부에 폴리레지스터 물질을 증착하는 단계; 상기 폴리레지스터 물질을 부분식각하여 폴리레지스터 영역을 형성하는 단계; 상기 폴리레지스터 영역을 포함한 반도체 기판에 게이트 산화막 및 폴리실리콘을 증착하는 단계; 상기 폴리실리콘을 부분식각하여 게이트 전극 및 폴리레지스터 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극을 마스크로 하여 LDD 영역을 형성하는 단계; 및 상기 게이트 전극과 폴리레지스터 전극의 측벽부에 스페이서를 형성하는 단계로 이루어진 반도체 소자의 폴리레지스터 형성방법에 의해 달성된다.The object of the present invention is to form a buffer oxide film on a semiconductor substrate provided with a device isolation film; Depositing a polyresist material on top of the buffer oxide film; Partially etching the polyresist material to form a polyresist region; Depositing a gate oxide film and polysilicon on a semiconductor substrate including the polyresist region; Partially etching the polysilicon to form a gate electrode and a polyresist electrode; Forming an LDD region using the gate electrode as a mask; And forming spacers on sidewalls of the gate electrode and the polyresist electrode.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.
먼저, 도 2a는 실리콘 기판(1)에 소자분리막(2)을 형성하고 버퍼 산화막(3) 그리고 비정질 실리콘(4)이나 도핑된 폴리실리콘(4)을 순차적으로 증착하여 패턴(5)을 형성하는 단계이다. First, FIG. 2A illustrates forming a device 5 by forming an isolation layer 2 on a silicon substrate 1 and sequentially depositing a buffer oxide layer 3 and amorphous silicon 4 or a doped polysilicon 4. Step.
다음, 도 2b는 상기 패턴에 의해 형성된 폴리레지스터에 추가적인 이온주입 공정을 실시하는 단계이다. 이 단계는 상기 폴리레지스터의 저항을 더 낮추기 위해 선택적으로 실행되는 단계이다.Next, FIG. 2B is a step of performing an additional ion implantation process on the polyresist formed by the pattern. This step is optionally performed to further lower the resistance of the polyresistor.
다음, 도 2c는 게이트 산화막(6)과 폴리실리콘(7)을 순차적으로 증착하고 패턴(8)을 형성하는 단계이다. Next, FIG. 2C is a step of sequentially depositing the gate oxide film 6 and the polysilicon 7 and forming the pattern 8.
다음, 도 2d는 상기 패턴을 식각마스크로 하여 건식식각을 실시하여 게이트 전극과 폴리레지스터를 형성하는 단계이다. 이후 종래의 트랜지스터 공정과 동일하게 LDD(lightly doped drain) 영역(9)을 형성하기 위한 이온주입을 실시한다.Next, FIG. 2D is a step of forming a gate electrode and a polyresist by performing dry etching using the pattern as an etching mask. Thereafter, ion implantation is performed to form a lightly doped drain (LDD) region 9 in the same manner as a conventional transistor process.
다음, 도 2e는 게이트 전극과 폴리레지스터 전극의 측벽에 스페이서(spacer, 10)를 형성하는 단계이다. 이후 소오스/드레인 영역을 형성하기 위한 이온주입 공정, 실리사이드 형성공정 등의 단계는 종래의 트랜지스터 제조공정과 동일하다.Next, FIG. 2E is a step of forming spacers 10 on sidewalls of the gate electrode and the polyresist electrode. Thereafter, the steps of the ion implantation process and silicide formation process for forming the source / drain regions are the same as in the conventional transistor manufacturing process.
상술한 바와 같이 비정질 실리콘이나 도핑된 폴리실리콘을 증착하여 폴리레지스터를 형성함으로써 이후 이온주입을 실시하지 않고도 낮은 저항의 폴리레지스터를 형성할 수 있고, 추가적인 이온주입 단계를 실시할 경우에는 더욱 낮은 저항의 폴리레지스터를 형성할 수 있다. 또한 소오스/드레인 및 게이트 전극을 형성하는 종래의 트랜지스터 제조공정과 동시에 진행할 수 있어서, 공정의 단순화에 기여할 수 있다. As described above, a polyresist is formed by depositing amorphous silicon or doped polysilicon to form a low resistance polyresist without performing ion implantation thereafter. Polyresistors may be formed. In addition, the process can be performed simultaneously with the conventional transistor manufacturing process for forming the source / drain and gate electrodes, thereby contributing to the simplification of the process.
상세히 설명된 본 발명에 의하여 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.It will be apparent that changes and modifications incorporating features of the invention will be readily apparent to those skilled in the art by the invention described in detail. It is intended that the scope of such modifications of the invention be within the scope of those of ordinary skill in the art including the features of the invention, and such modifications are considered to be within the scope of the claims of the invention.
따라서, 본 발명의 반도체 소자의 폴리레지스터 형성방법은 비정질 실리콘이나 도핑된 폴리실리콘을 증착하여 폴리레지스터를 형성함으로써 폴리레지스터의 낮은 저항을 실현하고 공정을 단순화 할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the method of forming a polyresist of the semiconductor device of the present invention has the effect of realizing low resistance of the polyresist and simplifying the process by forming polyresist by depositing amorphous silicon or doped polysilicon.
도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 의한 폴리레지스터 형성방법의 공정 단면도.1A to 1C are cross-sectional views of a method of forming a polyresist according to the prior art.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 의한 폴리레지스터 형성방법의 공정 단면도.2A to 2E are cross-sectional views of a method of forming a polyresist according to the present invention.
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