KR20070025002A - Dual gate of semiconductor device and method for forming the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 소자의 듀얼 게이트를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a dual gate of a semiconductor device according to the prior art.
도 2는 도 1에 도시된 듀얼 폴리실리콘 게이트에서 N+ 폴리실리콘 게이트 전극과 P+ 게이트 전극(또는, NMOS와 PMOS) 간의 C-V(Capacitance-Voltage) 특성을 비교한 결과도.FIG. 2 is a result of comparing Capacitive-Voltage (CV) characteristics between an N + polysilicon gate electrode and a P + gate electrode (or NMOS and PMOS) in the dual polysilicon gate shown in FIG. 1.
도 3은 TiSi로 이루어진 게이트 전극에 도핑된 보론의 확산 프로파일을 실험한 결과도.3 is a test result of the diffusion profile of boron doped to the gate electrode made of TiSi.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 듀얼 게이트를 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a dual gate of a semiconductor device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 듀얼 게이트 형성방법을 도시한 공정 단면도.5A through 5D are cross-sectional views illustrating a method of forming a dual gate of a semiconductor device in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 폴리실리콘과 W로 이루어진 게이트 전극 내의 Ti-B 혼합막 개재유무에 따른 폴리실리콘 감소율(PDR : Poly Depletion Rate)을 나타낸 그래프.FIG. 6 is a graph showing a polysilicon reduction rate (PDR) according to whether a Ti-B mixed film is present in a gate electrode made of polysilicon and W; FIG.
도 7은 W 저부의 폴리실리콘이 P+로 도핑된 경우와 N+로 도핑된 경우의 PDR 을 비교한 결과도.Fig. 7 is a result of comparing PDR when polysilicon at the bottom of W is doped with P + and when doped with N + .
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
110 : 기판 112 : 게이트 절연막110
114 : 제1 도전막 116 : Ti막114: first conductive film 116: Ti film
118 : 보론 이온주입공정 120 : Ti-B 혼합막(또는, 확산방지막)118 boron
122 : 식각공정 124 : 제2 도전막122: etching step 124: second conductive film
본 발명은 반도체 소자의 듀얼 게이트 및 그 형성방법에 관한 것으로, 특히 폴리실리콘 상에 텅스텐과 같은 금속이 적층된 구조의 게이트 전극을 구비한 반도체 소자의 듀얼 게이트(dual gate) 및 그 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 트랜지스터의 채널 길이(channel length)도 매우 감소하고 있다. 이와 같이, 채널 길이가 감소함에 따라 종래의 트랜지스터 구조에서는 트랜지스터의 문턱전압(Vth; Threshold Voltage)이 급격히 낮아지는 이른바, 단채널효과(SCD; Short Channel Effect)가 심해지고 있다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, the channel length of transistors also decreases. As described above, as the channel length decreases, a so-called short channel effect (SCD) in which the threshold voltage (Vth) of the transistor is rapidly lowered in the conventional transistor structure is increasing.
특히, N+ 폴리실리콘 게이트를 갖는 PMOSFET(P Metal Oxide Semiconductor Field Effet Transistor)에서는 매몰 채널(buried channel)이 형성되기 때문에, 단채널효과가 더욱 심하게 발생한다. 이를 극복하기 위해서, 종래에는 NMOSFET에는 낮은 일함수(workfunction; 4.14eV)를 갖는 N+ 폴리실리콘 게이트를 PMOSFET에는 높은 일함수(5.3eV 이하)를 갖는 P+ 폴리실리콘 게이트를 각각 형성하는 듀얼 폴리실리콘 게이트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는, 폴리실리콘의 일함수를 조절하여 NMOSFET 뿐만 아니라 PMOSFET에서도 서피스 채널(surface channel)을 구현하는 것이다. 이때, 폴리실리콘의 일함수를 조절하기 위해 폴리실리콘 내에 일정 도펀트(dophant)를 주입하게 되는데, N+ 폴리실리콘 게이트를 형성하기 위해서는 인(Phosphorous) 또는 비소(Arsenic)을 주입하고 P+ 폴리실리콘 게이트를 형성하기 위해서는 보론(Boron) 또는 불화보론(BF2)를 주입해야 한다.In particular, since a buried channel is formed in a P Metal Oxide Semiconductor Field Effet Transistor (PMOSFET) having an N + polysilicon gate, a short channel effect occurs more severely. To overcome this, conventionally, dual polysilicones each form an N + polysilicon gate having a low work function (4.14 eV) in an NMOSFET and a P + polysilicon gate having a high work function (less than 5.3 eV) in a PMOSFET. The research on the gate is being actively conducted. This is to adjust the work function of the polysilicon to implement the surface channel in the PMOSFET as well as the NMOSFET. In this case, a dopant is injected into the polysilicon to control the work function of the polysilicon. In order to form the N + polysilicon gate, a phosphorous (Phosphorous) or an arsenic (Arsenic) is injected and the P + polysilicon gate is injected. To form a boron (Boron) or boron fluoride (BF 2 ) must be injected.
도 1은 이러한 종래 기술에 따라 형성된 듀얼 게이트를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 통상의 듀얼 게이트는 기판(10) 상의 일부 영역에 형성된 게이트 절연막(12)과, 게이트 절연막(12) 상에 N+ 또는 P+ 형의 폴리실리콘으로 이루어진 제1 도전막(14) 및 제1 도전막(14) 상에 텅스텐(W)과 같은 금속(metal)으로 이루어진 제2 도전막(16)이 적층된 게이트 전극으로 이루어진다. 1 is a cross-sectional view illustrating a dual gate formed according to this prior art. Referring to FIG. 1, a conventional dual gate includes a
그러나, 이러한 종래 기술에 따른 듀얼 게이트 형성시에는 게이트 전극을 이루는 폴리실리콘에 도핑된 도펀트가 외부로 확산되는 아웃 디퓨전 현상에 의한 여러가지 문제점들이 발생한다. 대표적으로는, 폴리실리콘에 도핑된 도펀트, 예컨대 PMOS의 보론이 후속공정을 통해 채널 영역으로 침투하여 PMOS의 문턱 전압(Vth)이 변하게 되는 문제점과, 보론(B)이 후속공정을 통해 폴리실리콘 상의 금속으로 확산됨에 따라 발생되는 폴리실리콘의 소모(depletion) 현상에 의하여 소자 특성이 열화되는 문제점이 있다. 이때, 채널 영역으로의 보론 침투 현상은 게이트 절연막(12)의 표면을 질화처리 함으로써 해결할 수 있으나, 폴리실리콘 상의 금속으로의 보론 확산에 대한 해결책은 현재 없는 실정이다. However, when forming the dual gate according to the related art, various problems are caused by the out diffusion phenomenon in which the dopant doped in the polysilicon forming the gate electrode is diffused to the outside. Representatively, dopants doped with polysilicon, such as boron of PMOS, penetrate into the channel region through a subsequent process to change the threshold voltage (Vth) of the PMOS, and boron (B) on the polysilicon through a subsequent process. Device characteristics are deteriorated due to depletion of polysilicon caused by diffusion into the metal. In this case, the phenomenon of boron penetration into the channel region may be solved by nitriding the surface of the
도 2는 도 1에 도시된 듀얼 게이트에서 NMOS와 PMOS 간의 C-V(Capacitance-Voltage) 특성을 비교한 결과도이다. 도 2를 참조하면, PMOS의 경우에는 폴리실리콘으로 이루어진 제1 도전막 내의 보론이 제2 도전막 방향으로 확산되어 발생하는 제1 도전막의 소모 현상으로 인해 NMOS에 비하여 캐패시턴스(Capacitance) 값이 작다는 것을 알 수 있다. 결국, PMOS의 경우 보론의 아웃 디퓨전 현상으로 인해 소자 특성이 열화됨을 알 수 있다.FIG. 2 is a result of comparing capacitance-voltage (C-V) characteristics between an NMOS and a PMOS in the dual gate shown in FIG. 1. Referring to FIG. 2, in the case of the PMOS, the capacitance value is smaller than that of the NMOS due to the consumption of the first conductive film caused by the diffusion of boron in the first conductive film made of polysilicon toward the second conductive film. It can be seen that. As a result, it can be seen that the PMOS deteriorates device characteristics due to the out diffusion phenomenon of boron.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 듀얼 게이트에서 PMOS의 폴리실리콘에 도핑된 도펀트가 폴리실리콘 상의 물질로 확산되는 아웃 디퓨전 현상을 억제할 수 있는 반도체 소자의 듀얼 게이트 및 그 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems, and the dual gate of the semiconductor device capable of suppressing the out diffusion phenomenon in which the dopant doped to the polysilicon of the PMOS in the dual gate to the material on the polysilicon, and its The purpose is to provide a formation method.
상기에서 설명한 목적을 달성하기 위한 일측면에 따른 본 발명은, 기판 상에 형성된 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에 제1 및 제2 도전막이 적층되되, 상기 제1 및 제2 도전막 간에 확산방지막이 개재되어 형성된 게이트 전극을 포함하는 반도체 소자의 듀얼 게이트를 제공한다.According to an aspect of the present invention, a gate insulating film formed on a substrate and first and second conductive films are stacked on the gate insulating film, and a diffusion barrier layer is formed between the first and second conductive films. Provided is a dual gate of a semiconductor device including a gate electrode formed therebetween.
또한, 상기에서 설명한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은, 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막 상에 제1 도전막을 증착하는 단계와, 상기 제1 도전막 상에 금속층을 증착하는 단계와, 불순물 이온주입 공정을 실시하여 상기 제1 도전막 및 상기 금속층 간의 계면에 상기 금속층의 금속과 상기 불순물이 혼합된 확산방지막을 형성하는 단계와, 상기 확산방지막 상에 잔류하는 상기 금속층을 제거하는 단계와, 상기 확산방지막 상에 제2 도전막을 증착하는 단계와, 상기 제2 도전막, 상기 확산방지막, 상기 제1 도전막 및 상기 게이트 절연막을 선택적으로 식각하여 상기 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 듀얼 게이트 형성방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a gate insulating film on a substrate, depositing a first conductive film on the gate insulating film, and forming a gate insulating film on the first conductive film. Depositing a metal layer, and performing an impurity ion implantation process to form a diffusion barrier film in which the metal of the metal layer and the impurities are mixed at an interface between the first conductive layer and the metal layer, and remaining on the diffusion barrier layer; Removing the metal layer, depositing a second conductive layer on the diffusion barrier layer, selectively etching the second conductive layer, the diffusion barrier layer, the first conductive layer, and the gate insulating layer on the substrate. It provides a method for forming a dual gate of a semiconductor device comprising the step of forming a gate electrode.
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 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호는 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. In addition, in the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and in the case where the layers are said to be "on" another layer or substrate, they may be formed directly on another layer or substrate or Or a third layer may be interposed therebetween. Also, throughout the specification, the same reference numerals denote the same components.
실시예Example
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 듀얼 게이트를 도시한 단면도이다. 여기서는, 설명의 편의를 위해 앞서 언급한 종래 기술에서와 같이 아웃 디퓨전 현상에 의해 문제가 되는 PMOS 소자의 듀얼 게이트만을 도시하였다. 즉, NMOS 소자의 듀얼 게이트는 앞서 언급한 종래 기술에서와 동일한 구조를 갖는다.4 is a cross-sectional view illustrating a dual gate of a semiconductor device according to a preferred embodiment of the present invention. Here, for convenience of description, only the dual gate of the PMOS device, which is a problem due to the out-diffusion phenomenon as shown in the above-mentioned prior art, is shown. In other words, the dual gate of the NMOS device has the same structure as in the aforementioned prior art.
도 4을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 듀얼 게이트는, 소자분리막(미도시)이 형성된 기판(110)과, 기판(110) 상의 일부 영역에 형성된 게이트 절연막(112)과, 게이트 절연막(112) 상에 제1 도전막(114) 및 제2 도전막(124)이 적층되되, 제1 및 제2 도전막(114, 124) 간에 확산방지막(120)이 개재되어 형성된 게이트 전극을 포함한다. Referring to FIG. 4, a dual gate of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
제1 도전막(114)은 비결정(amorphous) 또는 결정체(crystallization)로 형성하는데, 바람직하게는 P형 도펀트, 대표적으로는 보론으로 도핑된 폴리실리콘으로 이루어진다. The first
확산방지막(120)은 Ti 및 B가 결합된 Ti-B 혼합막으로 형성된다. 또한, 제2 도전막(124)은 텅스텐(W) 또는 텅스텐 실리사이드(WSiX, X는 자연수)로 형성된다.The
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PMOS 소자의 듀얼 게이트는 폴리실리 콘으로 이루어진 제1 도전막(114) 상에 보론의 확산을 막는 확산방지막(120)을 형성함으로써, 보론이 제1 도전막(114) 상의 제2 도전막(124)으로 확산되는 아웃 디퓨전 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 듀얼 게이트를 구비한 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.That is, the dual gate of the PMOS device according to the preferred embodiment of the present invention forms a
도 3은 TiSi로 이루어진 게이트 전극에 도핑된 보론의 확산 프로파일(profile)을 실험한 결과도이다. 이는, 논문(Applied physics letter, vol52, 1803 page, 1988년 발표)에 개시된 바 있다. 도 3은 열공정 이후 TiSi막을 식각한 뒤 하부 실리콘에 분포된 보론의 SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry) 프로파일을 나타낸 것으로서, 도 3을 참조하면, TiSi막 내의 보론 확산이 폴리실리콘 내의 보론 확산에 비해 현저히 억제된 것을 알 수 있다. 이는, TiSi막에 보론을 도핑할 경우에 TiSi막 내에 Ti-B 화합물 결합이 생기는데 여기서 형성된 Ti-B 혼합막이 보론의 확산을 억제하기 때문이다.3 is a result of experimenting with a diffusion profile of boron doped to a gate electrode made of TiSi. This has been disclosed in the paper (Applied physics letter, vol 52, 1803 page, published in 1988). 3 shows the secondary ion mass spectrometry (SIMS) profile of boron distributed in the lower silicon after etching the TiSi film after the thermal process. Referring to FIG. It can be seen that it is suppressed. This is because when Ti is doped with TiSi film, Ti-B compound bonds occur in the TiSi film because the Ti-B mixed film formed here suppresses the diffusion of boron.
이러한 결과를 토대로 하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 폴리실리콘과 W 간에 Ti-B 혼합막을 개재시킴으로써, 폴리실리콘 내의 보론이 W로 확산되는 아웃 디퓨전 현상을 억제한다.Based on these results, in a preferred embodiment of the present invention, by interposing a Ti-B mixed film between polysilicon and W, the out diffusion phenomenon in which boron in the polysilicon diffuses to W is suppressed.
도 5a 내지 도 5d는 도 4에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자의 듀얼 게이트 형성방법을 도시한 공정단면도이다. 도면에서는, 앞서 언급한 종래 기술에서와 같이 아웃 디퓨전 현상에 의해 문제가 되는 PMOS 소자의 듀얼 게이트만을 도시하였다. 그러나, 설명의 편의를 위해 여기서는 CMOS 소자의 듀얼 게이트 형성방법을 동시에 설명하기로 한다.5A through 5D are cross-sectional views illustrating a method of forming a dual gate of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 4. In the figure, as shown in the above-mentioned prior art, only the dual gate of the PMOS device, which is a problem by the out diffusion phenomenon, is shown. However, for convenience of description, the dual gate forming method of the CMOS device will be described at the same time.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(110)에 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 실시하여 HDP(High Density Plasma) 산화막으로 이루어진 소자분리막(미도시)을 형성한다. 이로써, 기판(110)에 PMOS 트랜지스터가 형성될 PMOS 영역(이하, 제1 영역이라 함; 미도시)과 NMOS 트랜지스터가 형성될 NMOS 영역(이하, 제2 영역이라 함; 미도시)을 정의한다.First, as shown in FIG. 5A, a shallow trench isolation (STI) process is performed on the
이어서, 기판(110) 상에 게이트 절연막(112)을 형성한다. 이때, 게이트 절연막(112)은 별도의 산화공정(oxidation)을 실시하여 형성하거나 STI 공정시 사용하는 패드 산화막(미도시)으로 형성할 수 있다. 산화공정은 수증기와 같은 산화기체 내에서 실리콘 기판을 대략 900 내지 1000℃의 온도에서 가열하는 습식산화방식으로 실시하거나, 순수한 산소를 산화기체로 사용하여 약 1200℃의 온도에서 가열하는 건식산화방식으로 실시한다.Subsequently, a
이어서, 게이트 절연막(112) 상에 제1 도전막(114)을 증착한다. 이때, 제1 도전막(114)은 비결정 또는 결정체로 형성할 수 있는데, 바람직하게는 폴리실리콘으로 형성한다. Subsequently, a first
이어서, 제1 도전막(114) 상에 포토레지스트(미도시)를 도포한 후, 포토마스크(미도시)를 이용한 노광 및 현상공정을 실시하여 제1 영역을 오픈시키는 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다. Subsequently, a photoresist (not shown) is coated on the first
이어서, 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 이용한 이온주입 공정을 실시하여 제1 영역의 제1 도전막(114)에 P형 도펀트, 예컨대 보론(B) 또는 불화보론 (BF2)을 주입한다. Subsequently, an ion implantation process using a photoresist pattern as an ion implantation mask is performed to inject a P-type dopant such as boron (B) or boron fluoride (BF 2 ) into the first
이어서, 스트립(strip) 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 다시 제1 도전막(114) 상에 포토레지스트(미도시)를 도포한 후, 포토마스크(미도시)를 이용한 노광 및 현상공정을 실시하여 제2 영역을 오픈시키는 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다.Subsequently, the photoresist pattern is removed by performing a strip process, and then a photoresist (not shown) is applied on the first
이어서, 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 이용한 이온주입 공정을 실시하여 제2 영역의 제1 도전막(114)에 N형 도펀트, 예컨대, 인(P) 또는 비소(As)를 주입한다. Subsequently, an ion implantation process using a photoresist pattern as an ion implantation mask is performed to implant an N-type dopant such as phosphorus (P) or arsenic (As) into the first
이어서, 스트립 공정을 통해 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 제1 도전막(114) 상에 Ti막(116) 또는 TiSi막과 같은 금속층을 증착한다. Subsequently, after removing the photoresist pattern through a strip process, a metal layer such as a
이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, Ti막(116)이 형성된 전체 구조 상부에 포토레지스트(미도시)를 도포한 후, 포토마스크(미도시)를 이용한 노광 및 현상공정을 실시하여 제1 영역을 오픈시키는 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 5B, after the photoresist (not shown) is applied over the entire structure on which the
이어서, 포토레지스트 패턴을 이온주입 마스크로 이용한 보론(B) 이온주입공정(118)을 실시하여 제1 영역의 제1 도전막(114)과 Ti막(116)의 계면에 Ti-B 혼합막(120)으로 이루어진 확산방지막을 형성한다. Subsequently, the boron (B)
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 습식식각공정(122)을 실시하여 Ti-B 혼합막(120) 상에 잔류하는 Ti막(116, 도 5b 참조)을 제거한다. 이때, 습식식각공정(122)은 불산용액(HF : HydroFluoric acid)을 이용한다.Subsequently, as shown in FIG. 5C, a
이어서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 스트립 공정을 실시하여 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거한다. 그런 다음, 제1 영역의 Ti-B 혼합막(120)을 포함한 전체 구조 상에 제2 도전막(124)을 증착한다. 이때, 제2 도전막(124)은 W 또는 WSiX(X는 자연수)로 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 5D, a strip process is performed to remove the photoresist pattern (not shown). Then, the second
이어서, 마스크 공정 및 식각공정을 실시하여 제1 및 제2 영역의 제2 도전막(124), 제1 영역의 Ti-B 혼합막(120), 제1 및 제2 영역의 제1 도전막(114) 및 제1 및 제2 영역의 게이트 절연막(112)을 식각한다. 이로써, 제1 영역의 기판(110) 상에는 게이트 절연막(112), 제1 도전막(114), Ti-B 혼합막(120) 및 제2 도전막(124)이 적층된 구조의 게이트 전극이 형성되는 동시에 제2 영역의 기판(110) 상에는 게이트 절연막(112), 제1 도전막(114) 및 제2 도전막(124)이 적층된 구조의 게이트 전극이 형성된다.Subsequently, a mask process and an etching process are performed to form the second
도 6은 폴리실리콘과 W로 이루어진 게이트 전극 내의 Ti-B 혼합막 개재유무에 따른 폴리실리콘 감소율(PDR : Poly Depletion Rate)을 나타낸 그래프이고, 도 7은 W 저부의 폴리실리콘이 P+로 도핑된 경우와 N+로 도핑된 경우의 PDR을 비교한 결과도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, N+로 도핑된 폴리실리콘의 경우에는 인버젼(inversion) 상태에서 폴리실리콘 내부에 감소가 일어나지 않기 때문에 캐패시턴스 값은 최대가 되는 반면 P+로 도핑된 폴리실리콘의 경우 인버젼 상태에서 폴리실리콘 내부에 감소가 일어나 PDR 값이 1보다 항상 작게됨을 알 수 있다. 즉, P+ 폴리실리 콘 내에서 보론 감소가 적게 일어날수록 PDR 값이 1에 가까워지게 된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 게이트 전극 내에 Ti-B 혼합막을 형성하여 PDR 값이 1에 가까워지도록 한다. FIG. 6 is a graph showing a polysilicon reduction rate (PDR) according to whether a Ti-B mixed film is present in a gate electrode made of polysilicon and W, and FIG. 7 is a polysilicon doped with P + at the bottom of W ; This is a result of comparing the PDR between the case and the case doped with N + . Referring to FIGS. 6 and 7, in the case of polysilicon doped with N + , the capacitance value is maximized because the reduction does not occur inside the polysilicon in the inversion state, whereas the polysilicon doped with P + is maximized. In the case of inversion, it can be seen that a decrease occurs inside the polysilicon so that the PDR value is always smaller than 1. That is, the less boron reduction occurs in P + polysilicon, the closer the PDR value is to 1. Therefore, in the preferred embodiment of the present invention, the Ti-B mixed film is formed in the gate electrode so that the PDR value is close to one.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 듀얼 게이트에서 PMOS의 폴리실리콘으로 이루어진 게이트 전극 상에 Ti-B 혼합막으로 이루어진 확산방지막을 형성함으로써 폴리실리콘막에 도핑된 도펀트, 즉 보론이 폴리실리콘 상의 금속층으로 확산되는 아웃 디퓨전 현상을 억제할 수 있다. 따라서, 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, a dopant doped with a polysilicon film, that is, boron is formed on a polysilicon layer by forming a diffusion barrier film made of a Ti-B mixed film on a gate electrode made of polysilicon of PMOS in a dual gate. The out diffusion phenomenon diffused into the metal layer can be suppressed. Therefore, the reliability of a semiconductor element can be improved.
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