KR20060072827A - A method for filling contact-hole of semiconductor device using the epitaxial process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 콘택홀을 충진하기 위해 에피택셜 공정을 이용하는 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법은, a) 소자분리막이 형성된 반도체 기판 상에 게이트 산화막, 게이트, 스페이서 및 소스/드레인을 형성하는 단계; b) 노출된 전면에 금속간 물질을 증착하는 단계; c) 제1 콘택 패턴을 형성하고, 소스/드레인 상부에만 제1 콘택홀을 형성하는 단계; d) 제1 에피택셜 공정을 이용하여 소스/드레인 상부를 에피택셜 성장시켜, 제1 콘택홀의 깊이만큼 충진하는 제1 에피택셜 레이어를 형성하는 단계; e) 제2 콘택 패턴을 형성하고, 게이트 상부에 제2 콘택홀을 형성하는 단계; f) 제2 에피택셜 공정을 이용하여 게이트 상부를 에피택셜 성장시켜, 제2 콘택홀의 깊이만큼 충진하는 제2 에피택셜 레이어를 형성하는 단계; 및 g) 제1 및 제2 콘택홀을 통해 소스/드레인/게이트 상에 실리사이드를 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 에피택셜 필름을 사용하여 콘택 갭 충진을 실시함으로써, 텅스텐 갭 충진을 위해 실시되는 많은 공정들을 사용하지 않아도 되며, 이에 따라 반도체 소자의 제조 원가를 절감하고, 공정 시간을 단축할 수 있다.The present invention relates to a method for filling contact holes in a semiconductor device using an epitaxial process to fill contact holes in a semiconductor device. A method for filling a contact hole in a semiconductor device using an epitaxial process according to the present invention includes: a) forming a gate oxide film, a gate, a spacer, and a source / drain on a semiconductor substrate on which a device isolation film is formed; b) depositing an intermetallic material on the exposed front surface; c) forming a first contact pattern and forming a first contact hole only over the source / drain; d) epitaxially growing the source / drain top using a first epitaxial process to form a first epitaxial layer filling the depth of the first contact hole; e) forming a second contact pattern and forming a second contact hole on the gate; f) epitaxially growing a top of the gate using a second epitaxial process to form a second epitaxial layer filling the depth of the second contact hole; And g) forming silicide on the source / drain / gate through the first and second contact holes. According to the present invention, by performing contact gap filling using an epitaxial film, it is not necessary to use many processes for tungsten gap filling, thereby reducing the manufacturing cost and shortening the processing time of the semiconductor device. have.
에피택셜, 콘택홀, 갭 충진, 실리사이드Epitaxial, contact hole, gap filled, silicide
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 콘택이 형성된 반도체 소자를 예시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a semiconductor device in which a contact according to the related art is formed.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에피택셜 공정을 이용하여 콘택홀이 충진된 반도체 소자를 예시하는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a semiconductor device filled with a contact hole using an epitaxial process according to an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3m은 본 발명의 실시예에 따른 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법을 나타내는 도면이다.3A to 3M are diagrams illustrating a contact hole filling method of a semiconductor device using an epitaxial process according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 반도체 소자의 콘택 갭 충진 시에 에피택셜 공정을 사용하여 콘택홀을 충진하는 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for filling a contact hole in a semiconductor device using an epitaxial process, and more particularly, to a semiconductor device using an epitaxial process for filling a contact hole using an epitaxial process when filling a contact gap of a semiconductor device. It relates to a contact hole filling method.
종래 기술에 따른 반도체 소자의 콘택홀 충진 방식은 소스/드레인/게이트 부분에 실리사이드를 형성한 후에 PSG 증착을 실시하고, PSG CMP를 실시하며, 이후, 콘택 패턴 형성을 위한 마스크와 식각을 실시하게 된다. 다음으로, 콘택 금속 장벽을 증착하고, 이후 텅스텐(W)을 사용하여 콘택 갭 충진을 실시한다.In the conventional method, a contact hole filling method of a semiconductor device performs PSG deposition after forming silicide in a source / drain / gate portion, performs PSG CMP, and then performs mask and etching for forming a contact pattern. . Next, a contact metal barrier is deposited and then contact gap filling is performed using tungsten (W).
도 1은 종래의 기술에 따른 콘택이 형성된 반도체 소자를 예시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a semiconductor device in which a contact according to the related art is formed.
도 1을 참조하면, 소자분리막(112)이 형성된 Si-기판(111) 상에 게이트(114)를 형성하고, 또한, 이온을 주입하여 상기 Si-기판(111)의 액티브 영역에 소스/드레인(116)을 형성하며, 이후, 상기 소스/드레인(116) 및 게이트(114) 상부에 실리사이드(117)를 형성하게 된다. 이후, PSG(118) 증착을 실시하고, PSG CMP를 실시하며, 이후, 콘택 패턴 형성을 위한 마스크와 식각을 실시하게 된다. 다음으로, 콘택 금속 장벽(119)을 증착하고, 이후 텅스텐(120)을 사용하여 콘택 갭 충진을 실시한다. 여기서, 도면부호 113은 게이트 산화막, 115는 상기 게이트(114) 양쪽 측벽에 형성되는 스페이서를 나타낸다.Referring to FIG. 1, a
하지만, 종래 기술에 따른 반도체 소자의 콘택 형성 방법은, 반도체 소자의 스케일이 작아지면서 콘택홀의 크기가 작아지고, 또한 콘택홀 깊이도 깊어질 가능성이 많아짐에 따라 콘택홀에 채워질 콘택 금속장벽과 콘택 갭 충진 시에 갭 충진이 잘 이루어지지 않는 현상이 발생한다는 문제점이 있다.However, the contact forming method of the semiconductor device according to the prior art has a contact metal barrier and a contact gap to be filled in the contact hole as the scale of the semiconductor device becomes smaller and the contact hole becomes smaller and the depth of the contact hole increases. When filling, there is a problem in that gap filling does not occur well.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 콘택 갭 충진 물질로 에피택셜 필름을 사용하여 콘택홀을 충진할 수 있는 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택 충진 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a contact filling method of a semiconductor device using an epitaxial process that can fill the contact hole using an epitaxial film as a contact gap filling material.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법은,As a means for achieving the above object, a contact hole filling method of a semiconductor device using an epitaxial process according to the present invention,
a) 소자분리막이 형성된 반도체 기판 상에 게이트 산화막, 게이트, 및 스페이서를 순차적으로 형성하고, 상기 반도체 기판의 액티브 영역 상에 이온을 주입하여 소스/드레인을 형성하는 단계;a) sequentially forming a gate oxide film, a gate, and a spacer on the semiconductor substrate on which the device isolation film is formed, and implanting ions into an active region of the semiconductor substrate to form a source / drain;
b) 노출된 전면에 금속간 물질(PSG)을 증착하는 단계;b) depositing intermetallic material (PSG) on the exposed front surface;
c) 상기 금속간 물질 상에 제1 콘택 패턴을 형성하고, 이에 따른 식각을 실시하여 상기 소스/드레인 상부에만 제1 콘택홀을 형성하는 단계;c) forming a first contact pattern on the intermetallic material, and etching to form a first contact hole only on the source / drain;
d) 제1 에피택셜 공정을 이용하여 상기 소스/드레인 상부를 에피택셜 성장시켜, 상기 제1 콘택홀의 깊이만큼 충진하는 제1 에피택셜 레이어를 형성하는 단계;d) epitaxially growing the source / drain top using a first epitaxial process to form a first epitaxial layer filling the depth of the first contact hole;
e) 상기 금속간 물질 상에 제2 콘택 패턴을 형성하고, 이에 따른 식각을 실시하여 게이트 상부에 제2 콘택홀을 형성하는 단계;e) forming a second contact pattern on the intermetallic material, and etching according to forming a second contact hole on the gate;
f) 제2 에피택셜 공정을 이용하여 상기 게이트 상부를 에피택셜 성장시켜, 상기 제2 콘택홀의 깊이만큼 충진하는 제2 에피택셜 레이어를 형성하는 단계; 및f) epitaxially growing an upper portion of the gate using a second epitaxial process to form a second epitaxial layer filling the depth of the second contact hole; And
g) 상기 제1 및 제2 콘택홀을 통해 상기 소스/드레인/게이트 상에 실리사이드를 형성하는 단계g) forming silicide on the source / drain / gate through the first and second contact holes
를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.
여기서, 상기 d) 단계의 제1 에피택셜 레이어의 증착 조건은 후속적인 콘택 형성시에 문제가 발생하지 않도록 상기 소스/드레인의 저항 및 불순물의 분포가 동 일해지도록 진행되는 것을 특징으로 한다.Here, the deposition conditions of the first epitaxial layer of step d) is characterized in that the distribution of the resistance and impurities of the source / drain is the same so that no problem occurs during subsequent contact formation.
여기서, 상기 d) 단계의 제1 에피택셜 레이어는 상기 소스/드레인이 N-타입인 경우, 불순물 인자는 PH3 또는 AsH3이고, 상기 소스/드레인이 P-타입인 경우, 불순물 인자는 B2H6인 것을 특징으로 한다.Here, in the first epitaxial layer of step d), when the source / drain is N-type, the impurity factor is PH 3 or AsH 3 , and when the source / drain is P-type, the impurity factor is B 2. It is characterized in that H 6 .
여기서, 상기 f) 단계의 제2 에피택셜 레이어는 상기 게이트가 N-타입인 경우, 불순물 인자는 PH3 또는 AsH3이고, 상기 게이트가 P-타입인 경우, 불순물 인자는 B2H6인 것을 특징으로 한다.The second epitaxial layer of step f) may have an impurity factor of PH 3 or AsH 3 when the gate is N-type, and an impurity factor of B 2 H 6 when the gate is P-type. It features.
여기서, 상기 d) 단계 및 f) 단계의 에피택셜 공정은 700∼1200℃의 온도로 진행되고, 대기압(Atmospheric: 760Torr) 또는 20Torr보다는 큰 감압(Reduced Pressure)의 압력으로 진행되는 것을 특징으로 한다.Here, the epitaxial process of step d) and f) is carried out at a temperature of 700 ~ 1200 ℃, characterized in that proceeds to a pressure of reduced pressure (Atmospheric: 760 Torr) or greater than 20 Torr (Reduced Pressure).
여기서, 상기 d) 단계 및 f) 단계의 에피택셜 공정은 분위기 기체로 TCS(SiHCl3)을 사용하는 것을 특징으로 한다.Here, the epitaxial process of steps d) and f) is characterized by using TCS (SiHCl 3 ) as the atmosphere gas.
여기서, 상기 f) 단계의 제2 에피택셜 공정은 불순물 농도를 상기 게이트의 농도의 같게 하는 것을 특징으로 한다.Here, the second epitaxial process of step f) is characterized in that the impurity concentration is equal to the concentration of the gate.
여기서, 상기 g) 단계의 실리사이드는 티타늄(Ti)을 증착하여 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the silicide of step g) is formed by depositing titanium (Ti).
여기서, 상기 g) 단계의 실리사이드의 두께는 300∼600Å이고, 상기 g) 단계의 실리사이드는 300∼600℃의 공정 온도에서 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the thickness of the silicide of step g) is 300 to 600Å, the silicide of step g) is characterized in that it is formed at a process temperature of 300 to 600 ℃.
본 발명에 따르면, 에피택셜 필름을 사용하여 콘택 갭 충진을 실시함으로써, 종래의 텅스텐 갭 충진을 위해 실시되는 많은 공정들을 사용하지 않아도 되며, 이에 따라 반도체 소자의 제조 원가를 절감할 수 있고, 공정 시간을 단축할 수 있다.According to the present invention, by performing the contact gap filling using the epitaxial film, it is not necessary to use many processes performed for the conventional tungsten gap filling, thereby reducing the manufacturing cost of the semiconductor device, the process time Can shorten.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of filling a contact hole in a semiconductor device using an epitaxial process according to an exemplary embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 실시예는 에피택셜 필름을 사용하여 콘택 갭 충진을 실시함으로써, 종래의 실리사이드 형성 및 텅스텐 갭 충진 공정 등을 실시하지 않아도 되는 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법을 개시한다.Embodiments of the present invention disclose a contact hole filling method of a semiconductor device using an epitaxial process that does not require a conventional silicide formation and tungsten gap filling process by performing contact gap filling using an epitaxial film.
여기서, 에피택셜 성장(epitaxial growth)은 실리콘 기판 표면에 단결정 박막을 기판 결정 축에 따라 동일 결정 구조로 성장시키는 것을 말하며, 일반적으로, 에피택셜 성장이 시작되는 온도는 900∼950℃ 정도의 고온이고, 온도가 내려가면 다결정막 성장으로 된다. 이때, 반도체 기판은 대부분 실리콘이고, 절연성의 단결정판도 사용되는데, 이 경우 실리콘 격자정수와 기판 물질이 일치하는 결정 방위를 선택해야 한다.Here, epitaxial growth refers to growing a single crystal thin film on the silicon substrate surface with the same crystal structure along the substrate crystal axis. Generally, epitaxial growth starts at a high temperature of about 900 to 950 ° C. When the temperature decreases, polycrystalline film growth occurs. In this case, the semiconductor substrate is mostly silicon, and an insulating single crystal plate is also used. In this case, a crystal orientation in which the silicon lattice constant and the substrate material coincide must be selected.
한편, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에피택셜 공정을 이용하여 콘택홀이 충진된 반도체 소자를 예시하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a semiconductor device filled with a contact hole using an epitaxial process according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에피택셜 공정을 이용하여 콘택홀이 충진된 반도체 소자는, 소자분리막(STI: 214)이 형성된 Si-기판(211) 상에 게이트(216')가 형성되어 있고, 또한 상기 Si-기판(211) 상의 액티브 영역에 이온을 주입한 소스/드레인(218)이 형성되어 있으며, 상기 게이트(216') 부분과 후속적으 로 형성될 금속층을 분리하기 위한 PSG(219) 필름을 증착하고, 상기 PSG 필름(219) 상에 콘택 패턴을 형성하여, 상기 소스/드레인(218) 제1 콘택홀이 형성되고, 상기게이트(216') 상에 제2 콘택홀이 각각 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, a semiconductor device filled with a contact hole using an epitaxial process according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
또한, 제1 에피택셜 공정을 이용하여 상기 소스/드레인(218) 상부를 에피택셜 성장시킨 제1 에피택셜 레이어(220)가 형성되며, 이때, 상기 제1 에피택셜 레이어(220)는 상기 제1 콘택홀 깊이까지 형성됨으로써, 1차적으로 상기 제1 콘택홀을 충진하게 된다.In addition, a first
또한, 제2 에피택셜 공정을 이용하여 상기 게이트(216') 상부를 에피택셜 성장시킨 제2 에피택셜 레이어(221)가 형성되며, 이때, 상기 제2 에피택셜 레이어(221)는 상기 제2 콘택홀 깊이까지 형성됨으로써, 2차적으로 상기 제2 콘택홀을 충진하게 된다.In addition, a second
또한, 상기 제1 및 제2 에피택셜 레이어(220, 221) 상에 실리사이드(222)가 형성된다. 여기서, 도면부호 215'는 게이트 산화막을 나타내고, 도면부호 217은 스페이서를 나타낸다.In addition,
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 에피택셜 공정을 이용하여 콘택홀이 충진된 반도체 소자는, 제1 에피택셜 공정을 이용하여 소스/드레인 상의 콘택 갭을 1차적으로 충진하고, 제2 에피택셜 공정을 이용하여 게이트 상의 콘택 갭을 2차적으로 충진하게 된다.Therefore, in the semiconductor device filled with the contact hole using the epitaxial process according to the embodiment of the present invention, the contact gap on the source / drain is firstly filled using the first epitaxial process, and the second epitaxial process. Is used to secondary fill the contact gap on the gate.
한편, 도 3a 내지 도 3m은 본 발명의 실시예에 따른 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법을 나타내는 도면이다.3A to 3M are diagrams illustrating a method for filling a contact hole in a semiconductor device using an epitaxial process according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 에피택셜 공정을 이용한 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법은, 먼저, 도 3a를 참조하면, 반도체 기판(211) 상에 패드 산화막(212) 및 패드 질화막(SiN: 213) 증착을 실시한다. 구체적으로, 패드 산화막(212)은 보통 100∼300Å의 두께로 실시하며, 이어서 상기 패드 산화막(213) 상에 SiH2Cl2 + NH
3 기체의 반응으로 1000∼3000Å의 두께로 SiN(213)을 형성한다.In the method of filling a contact hole of a semiconductor device using an epitaxial process according to an embodiment of the present invention, referring to FIG. 3A, a
다음으로, 도 3b를 참조하면, 얕은 트렌치 분리막(STI)을 형성하기 위한 마스크 패턴인 모트 패턴(Moat Pattern)을 형성하고, 상기 마스크 패턴에 따른 식각을 실시한다. 여기서, 도면부호 A는 반도체 기판(211) 상의 식각 부분을 나타낸다. 구체적으로, 상기 패드 질화막(213) 상에 STI 형성을 위한 마스크 패턴을 형성하고, 상기 패드 질화막(213), 패드 산화막(212) 및 반도체 기판(211)을 식각한다.Next, referring to FIG. 3B, a moat pattern, which is a mask pattern for forming a shallow trench isolation layer STI, is formed, and etching is performed according to the mask pattern. Here, reference numeral A denotes an etching portion on the
다음으로, 도 3c를 참조하면, 상기 식각 부분(A)에 STI 산화막을 충진하여 STI(214)를 형성한다. 구체적으로, STI 형성을 위해 상기 식각 부분(A) 상에 STI 산화막(Oxide) 필름을 증착하여 형성하고, 상기 산화막 필름의 특성을 강화하기 위하여 열 산화(Thermal Oxidation)를 이용하여 필름 밀집화(Film Dense)를 실시한 후, 후속적으로 CMP를 실시한다.Next, referring to FIG. 3C, an STI oxide film is filled in the etching portion A to form an
다음으로, 도 3d를 참조하면, 상기 SiN(213)을 스트립(Strip)한다. 구체적으로, 상기 반도체 기판(211) 상의 액티브 영역에 형성된 SiN(213)을 습식(Wet) 방식 또는 건식(Dry) 방식으로 스트립한다.Next, referring to FIG. 3D, the
다음으로, 도 3e를 참조하면, 노출된 전면에 게이트 산화막(215) 및 게이트 폴리(216)를 순차적으로 형성한다. 구체적으로, 노출된 전면에 습식 또는 건식 방식으로 게이트 산화막(215)을 보통 50∼300Å 정도 형성하고, 이후, 게이트 전극으로 사용될 게이트 폴리(216)를 2000Å∼3000Å의 두께로 증착을 실시한다. 여기서, 상기 패드 산화막(212)은 습식 또는 건식 방식의 산화에 의해 게이트 산화막(215)으로 바뀌게 된다.Next, referring to FIG. 3E, the
다음으로, 도 3f를 참조하면, 상기 게이트 산화막(215) 및 게이트 폴리(216)를 패터닝 및 식각에 의해 일부를 제거한 후, 이온을 주입함으로써 게이트 산화막(215') 및 게이트(216')를 형성하고, 상기 게이트(216') 양쪽의 측벽에 질화막을 증착하고, 이를 식각함으로써 스페이서(217)를 형성하게 된다.Next, referring to FIG. 3F, after the
다음으로, 도 3g를 참조하면, 이온 주입장치를 사용하여 이온을 주입하여 소스/드레인을 형성하고, 상기 소스/드레인을 활성화시키도록 급속 열산화 공정(RTP) 또는 용광로(furnace) 장비를 사용하여 열 확산을 실시한다.Next, referring to FIG. 3G, a source / drain is formed by implanting ions using an ion implanter, and using a rapid thermal oxidation process (RTP) or a furnace (furnace) equipment to activate the source / drain. Conduct thermal diffusion.
다음으로, 도 3h를 참조하면, 노출된 전면에 PSG(219) 증착 및 CMP 평탄화를 실시한다. 구체적으로, 상기 게이트(216') 부분과 후속적으로 형성될 금속층을 분리하기 위한 PSG(219) 필름을 증착하고, 이후 평탄화를 위한 CMP를 실시한다.Next, referring to FIG. 3H,
다음으로, 도 3i를 참조하면, 상기 PSG(219) 상에 제1 콘택 패턴을 형성하고 이에 따른 식각을 실시하여 상기 소스/드레인(218) 상부에만 제1 콘택홀을 형성한다. 여기서, 도면부호 B는 콘택홀을 나타낸다.Next, referring to FIG. 3I, a first contact pattern is formed on the
다음으로, 도 3j를 참조하면, 제1 에피택셜 공정을 이용하여 상기 소스/드레 인(218) 상부를 에피택셜 성장시켜, 상기 제1 콘택홀의 깊이만큼 충진하는 제1 에피택셜 레이어(220)를 형성한다.Next, referring to FIG. 3J, a
여기서, 상기 에피택셜 증착은 NMOS 또는 PMOS의 특성에 맞는 불순물 물질을 사용하며, 또한 공정 조건으로서, 후속적으로 형성될 콘택 형성시에 문제가 발생하지 않도록 소스/드레인의 저항 및 불순물의 분포가 동일하도록 진행한다.Here, the epitaxial deposition uses an impurity material suitable for the characteristics of the NMOS or PMOS, and also as a process condition, the source / drain resistance and the impurity distribution are the same so that no problem occurs during the formation of a subsequent contact. Proceed to
만일, N-타입의 소스/드레인의 경우, 불순물 인자는 보통 PH3나 AsH3을 이용하며, P-타입의 소스/드레인의 경우, 불순물 인자는 보통 B2H6을 사용한다.For N-type sources / drains, the impurity factor is usually PH 3 or AsH 3 , and for P-type sources / drains, the impurity factor is usually B 2 H 6 .
이때, 상기 제1 에피택셜 공정은 700∼1200℃의 온도로 진행되고, 대기압(Atmospheric: 760Torr) 또는 20Torr보다는 큰 감압(Reduced Pressure)의 압력으로 진행되며, 또한, 분위기 기체로 TCS(SiHCl3)을 사용하게 된다.In this case, the first epitaxial process is carried out at a temperature of 700 ~ 1200 ℃, proceeds to a pressure of reduced pressure (Atmospheric: 760 Torr) or greater than 20 Torr (Reduced Pressure), and also as the atmosphere gas TCS (SiHCl 3 ) Will be used.
다음으로, 도 3k를 참조하면, 상기 금속간 물질(219) 상에 제2 콘택 패턴을 형성하고, 이에 따른 식각을 실시하여 게이트 상부(216')에 제2 콘택홀을 형성한다. 여기서, 도면부호 C는 콘택홀을 나타낸다.Next, referring to FIG. 3K, a second contact pattern is formed on the
다음으로, 도 3l을 참조하면, 제2 에피택셜 공정을 이용하여 상기 게이트 상부를 에피택셜 성장시켜, 상기 제2 콘택홀의 깊이만큼 충진하는 제2 에피택셜 레이어(221)를 형성한다. 이때, 불순물 농도는 상기 게이트(216') 농도와 같게 한다.Next, referring to FIG. 3L, the upper part of the gate is epitaxially grown using a second epitaxial process to form a
만일, N-타입의 게이트인 경우, 불순물 인자는 보통 PH3나 AsH3을 이용하며, P-타입의 게이트인 경우, 불순물 인자는 보통 B2H6을 사용한다.In the case of an N-type gate, the impurity factor is usually PH 3 or AsH 3 , and in the case of the P-type gate, the impurity factor is usually B 2 H 6 .
이때, 상기 제2 에피택셜 공정은 700∼1200℃의 온도로 진행되고, 대기압(Atmospheric: 760Torr) 또는 20Torr보다는 큰 감압(Reduced Pressure)의 압력으로 진행되며, 또한, 분위기 기체로 TCS(SiHCl3)을 사용하게 된다.At this time, the second epitaxial process is carried out at a temperature of 700 ~ 1200 ℃, the atmospheric pressure (Atmospheric: 760 Torr) or a pressure of reduced pressure (Reduced Pressure) greater than 20 Torr, and proceeds to the atmosphere gas TCS (SiHCl 3 ) Will be used.
다음으로, 도 3m을 참조하면, 상기 제1 및 제2 콘택홀을 통해 상기 소스/드레인/게이트 상에 실리사이드(222)를 형성한다. 이때, 상기 실리사이드(222)는 티타늄(Ti)을 사용하며, 실리사이드 증착 온도는 350∼500℃로 하며, 상기 실리사이드(222)의 두께는 300∼600Å 정도로 실시한다.Next, referring to FIG. 3M,
결국, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 콘택홀 충진 방법은, 제1 에피택셜 공정을 이용하여 소스/드레인 상의 콘택 갭을 1차적으로 충진하고, 제2 에피택셜 공정을 이용하여 게이트 상의 콘택 갭을 2차적으로 충진하게 된다.As a result, the method for filling a contact hole in a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention primarily fills a contact gap on a source / drain using a first epitaxial process and contacts on a gate using a second epitaxial process. Secondary gaps are filled.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it will be appreciated that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.
본 발명에 따르면, 에피택셜 필름을 사용하여 콘택 갭 충진을 실시함으로써, 종래의 텅스텐 갭 충진을 위해 실시되는 많은 공정들을 사용하지 않아도 되며, 이에 따라 반도체 소자의 제조 원가를 절감할 수 있고, 공정 시간을 단축할 수 있다.According to the present invention, by performing the contact gap filling using the epitaxial film, it is not necessary to use many processes performed for the conventional tungsten gap filling, thereby reducing the manufacturing cost of the semiconductor device, the process time Can shorten.
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