KR20070056749A - Manufacturing method for recess channel transistor with improved refresh characteristics - Google Patents

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Abstract

A method for manufacturing a recess channel transistor is provided to prevent the generation of leakage current by preventing the concentration of electric field on an edge portion of a recess groove using a wet etching process capable of forming roundly the edge portion of the recess groove. A recess groove is formed on a semiconductor substrate(100) by using a selective etching process. A wet etching process is performed on the recess groove to prevent the damage due to the recess groove forming process and to form roundly an edge portion of the recess groove. A gate(440) for filling the recess groove is formed on the resultant structure via a gate dielectric film. Source/drain junction regions(490) are formed at predetermined portions adjacent to the gate in the substrate.

Description

개선된 리프레쉬 특성을 가지는 리세스 채널 트랜지스터 제조 방법{Manufacturing method for recess channel transistor with improved refresh characteristics}Manufacturing method for recess channel transistor with improved refresh characteristics

도 1은 종래의 리세스 채널 트랜지스터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a conventional recess channel transistor.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 리세스 채널 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다. 2 to 8 are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a recess channel transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 특히, 개선된 리프레쉬(refresh) 특성을 가지는 리세스 채널(recess channel) 트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor devices, and more particularly, to a method of manufacturing a recess channel transistor having improved refresh characteristics.

반도체 소자가 고집적화됨에 따른 특성 열화를 극복하기 위한 방안으로 삼차원 구조의 트랜지스터의 도입이 제시되고 있다. 예컨대, 단채널 효과(short channel effect)의 해소를 위해 리세스 채널을 도입함으로써 유효 채널 길이를 확보하는 리세스 채널 트랜지스터가 도입되고 있다. In order to overcome the deterioration of characteristics due to the high integration of semiconductor devices, the introduction of transistors having a three-dimensional structure has been proposed. For example, a recess channel transistor is introduced, which secures an effective channel length by introducing a recess channel for eliminating short channel effects.

도 1은 종래의 리세스 채널 트랜지스터를 설명하기 위해서 개략적으로 도시 한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a conventional recess channel transistor.

도 1을 참조하면, 리세스 채널 트랜지스터는, 반도체 기판(10)의 액티브 영역(active region: 11)에 리세스 채널을 위한 리세스 홈(12)을 구비하고, 이러한 리세스 홈(12)을 채우는 게이트(44)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 액티브 영역(11)은 절연층(15) 및 버퍼층(buffer layer: 16)을 포함하는 소자 분리 영역에 의해 설정되는 데, 리세스 홈(12)은 이러한 액티브 영역(11)의 일부를 선택적으로 식각하여 홈을 형성함으로써 구현되고 있다. Referring to FIG. 1, a recess channel transistor includes a recess groove 12 for a recess channel in an active region 11 of the semiconductor substrate 10, and includes the recess groove 12. It can be configured to include a gate 44 to fill. In this case, the active region 11 is set by an isolation region including an insulating layer 15 and a buffer layer 16, and the recess groove 12 selectively selects a part of the active region 11. It is implemented by forming a groove by etching.

이때, 게이트(44)는 게이트 유전층(30)을 수반하여 형성되고, 폴리 실리콘층(41) 및 텅스텐 실리사이드층(WSiX: 43) 포함하여 형성될 수 있다. 이러한 게이트(44)의 상측에는 캡층(capping layer: 45)이 도입될 수 있고, 게이트(44)들 측벽에는 스페이서(spacer: 47)가 도입될 수 있다. 또한, 게이트(44)에 인근하는 액티브 영역(11) 부분에는 소스/드레인을 위한 정션 영역(junction region: 49) 형성되게 된다. In this case, the gate 44 may be formed along with the gate dielectric layer 30, and may include a polysilicon layer 41 and a tungsten silicide layer (WSi X : 43). A capping layer 45 may be introduced above the gate 44, and a spacer 47 may be introduced on the sidewalls of the gates 44. In addition, a junction region 49 for source / drain is formed in a portion of the active region 11 adjacent to the gate 44.

그런데, 리세스 홈(12)이 선택적 식각에 의해서 형성됨에 따라, 리세스 홈(12)의 입구 가장 자리, 즉, 홈의 상측 가장 자리 부분(50)의 프로파일(profile)은 매우 예리한 가장 자리 각도를 가지는 형상으로 형성되게 된다. 그런데, 이러한 매우 예리한 가장 자리 부분(50)에는 정션 영역(49)이 형성되게 되는 데, 이때, 가장 자리 부분(50)에의 예리한 형상에 의해 이러한 부분에 게이트(44)와 정션 영역(49) 간의 전계가 매우 크게 집중하게 된다. 이에 따라, 이러한 가장 자리 부분(50)에서 의 도펀트는 매우 집중된 전기적 스트레스(electrical stress)를 받게 되고, 이에따라, 트랜지스터의 리프레쉬(refresh) 특성은 크게 열화되게 된다. However, as the recess groove 12 is formed by selective etching, the profile of the inlet edge of the recess groove 12, ie, the upper edge portion 50 of the groove, is very sharp edge angle. It is to be formed in the shape having. By the way, the junction region 49 is formed in the very sharp edge portion 50, and at this time, the edge shape 50 between the gate 44 and the junction region 49 is formed by the sharp shape of the edge portion 50. The electric field is very concentrated. Accordingly, the dopant in the edge portion 50 is subjected to very concentrated electrical stress, and accordingly, the refresh characteristic of the transistor is greatly deteriorated.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 리세스 채널 트랜지스터의 리프레쉬 특성을 개선할 수 있는 트랜지스터 제조 방법을 제시하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a transistor manufacturing method capable of improving the refresh characteristics of the recess channel transistor.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 관점은, 반도체 기판을 선택적으로 식각하여 리세스(recess) 홈을 형성하는 단계, 상기 리세스 홈이 형성된 반도체 기판 표면을 습식 세정하여 상기 식각에 따른 손상을 완화시키며 상기 리세스 홈의 입구 가장 자리 부위를 라운드(round)화하는 단계, 상기 리세스 홈을 채우는 게이트를 게이트 유전층을 수반하여 형성하는 단계, 및 상기 게이트에 인근하는 상기 반도체 기판 부분에 소스/드레인을 위한 정션 영역을 형성하는 단계를 포함하는 리세스 채널 트랜지스터 제조 방법을 제시한다. One aspect of the present invention for achieving the above technical problem, the step of selectively etching the semiconductor substrate to form a recess (recess) groove, the wet cleaning of the surface of the semiconductor substrate in which the recess groove is formed by the etching Rounding the inlet edge of the recess groove to mitigate damage, forming a gate filling the recess groove with a gate dielectric layer, and in the portion of the semiconductor substrate adjacent to the gate. A method of manufacturing a recess channel transistor including forming a junction region for a source / drain is provided.

또는, 반도체 기판 상에 하드 마스크를 형성하는 단계, 상기 하드 마스크에 의해 노출된 상기 반도체 기판 부분을 선택적으로 식각하여 리세스 홈을 형성하는 단계, 상기 하드 마스크를 제거하는 단계, 상기 리세스 홈이 형성된 상기 반도체 기판 표면을 습식 세정하여 상기 식각에 따른 손상을 완화시키며 상기 리세스 홈의 입구 가장 자리 부위를 라운드(round)화하는 단계, 상기 리세스 홈을 채우는 게이트를 게이트 유전층을 수반하여 형성하는 단계, 및 상기 게이트에 인근하는 상기 반도체 기판 부분에 소스/드레인을 위한 정션 영역을 형성하는 단계를 포함하는 리 세스 채널 트랜지스터 제조 방법을 제시한다. Or forming a hard mask on the semiconductor substrate, selectively etching the portion of the semiconductor substrate exposed by the hard mask to form a recess groove, removing the hard mask, and the recess groove Wet cleaning the surface of the formed semiconductor substrate to mitigate damage due to the etching and rounding an inlet edge of the recess groove, and forming a gate filling the recess groove with a gate dielectric layer And forming a junction region for a source / drain in the portion of the semiconductor substrate adjacent to the gate.

상기 습식 세정은, 황산 및 과산화수소를 포함하는 습식액을 이용하는 제1세정 단계, 버퍼 산화물 에천트(BOE)를 포함하는 습식액을 이용하는 제2세정 단계, 표준 세정액 1(SC-1)을 포함하는 습식액을 이용하는 제3세정 단계를 포함하여 수행되며, 상기 제1세정은 상기 제2세정에 앞서 수행되거나 또는 상기 제2세정 이후에 수행될 수 있다. The wet cleaning may include a first washing step using a wet solution containing sulfuric acid and hydrogen peroxide, a second washing step using a wet solution including a buffer oxide etchant (BOE), and a standard cleaning solution 1 (SC-1). A third cleaning step using a wet liquid is performed, and the first cleaning may be performed before the second cleaning or after the second cleaning.

상기 습식 세정 이전 또는 이후에, 상기 반도체 기판 표면에 이온 주입을 위한 스크린 산화막을 형성하는 단계, 및 상기 스크린 산화막이 형성된 상기 반도체 기판에 이온 주입을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. Before or after the wet cleaning, the method may further include forming a screen oxide film for ion implantation on the surface of the semiconductor substrate, and performing ion implantation on the semiconductor substrate on which the screen oxide film is formed.

상기 이온 주입은, 상기 반도체 기판 내에 깊은 N 웰, 셀 웰 또는 N웰을 위한 영역을 노출하는 이온 주입 마스크를 형성하는 단계, 상기 이온 주입 마스크에 노출된 상기 반도체 기판 부분에 이온 주입을 수행하는 단계, 및 상기 이온 주입 마스크를 제거하는 단계를 포함하고, 상기 습식 세정은 어느 하나의 상기 이온 주입 마스크의 제거에 후속하여 수행될 수 있다. The ion implantation may include forming an ion implantation mask that exposes a region for deep N wells, cell wells or N wells in the semiconductor substrate, and performing ion implantation on a portion of the semiconductor substrate exposed to the ion implantation mask. And removing the ion implantation mask, wherein the wet cleaning may be performed subsequent to the removal of any one of the ion implantation masks.

본 발명에 따르면, 리세스 채널 트랜지스터의 리프레쉬 특성을 개선할 수 있는 트랜지스터 제조 방법을 제시할 수 있다. According to the present invention, a transistor manufacturing method capable of improving the refresh characteristics of a recess channel transistor can be provided.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해 석되는 것이 바람직하다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should not be construed that the scope of the present invention is limited by the embodiments described below. Embodiments of the invention are preferably interpreted to be provided to those skilled in the art to more fully describe the invention.

본 발명의 실시예에서는 리세스 채널을 위한 리세스 홈을 반도체 기판의 액티브 영역을 일부 식각하여 형성한 후, 리세스 홈의 입구 상측 가장 자리 부분의 예리한 각도를 완화하여 라운드(round)지게 하는 기술을 제시한다. 이에 따라, 입구 가장 자리 부분의 예리한 각도가 완화되어 완만한 프로파일을 가지게 유도할 수 있어, 입구 가장 자리 부분에 전계가 집중되어 리프레쉬 특성이 열화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a recess groove for a recess channel is formed by partially etching an active region of a semiconductor substrate, and then, by relieving the sharp angle of the upper edge portion of the inlet of the recess groove, the technique is to round the recess groove. To present. As a result, the sharp angle of the inlet edge portion can be alleviated to induce a smooth profile, whereby the electric field is concentrated on the inlet edge portion, thereby effectively preventing the refresh characteristic from deteriorating.

이러한 리세스 홈 입구 가장 자리 부분의 라운드화는 단계는, 리세스 홈을 형성할 때 식각 마스크로 바람직하게 도입되는 폴리 실리콘 하드 마스크(poly silicon hard mask)를 제거한 후, 반도체 표면의 액티브 영역을 산화물 식각 특성을 나타내는 버퍼 산화물 에천트(BOE)를 포함하는 습식액을 이용하여 세정하여 수행될 수 있다. This rounding of the recess groove inlet edge portion removes a poly silicon hard mask, which is preferably introduced into the etch mask when forming the recess groove, and then oxides the active region of the semiconductor surface. It may be performed by washing using a wet liquid containing a buffer oxide etchant (BOE) exhibiting etching characteristics.

이러한 라운드화를 위한 습식 세정 단계는 트랜지스터를 구성하기 위한 이온 주입 과정, 예컨대, 깊은 N웰(deep N well)이나 셀 웰(cell well) 또는 N 웰을 형성하는 과정 이전에 수행될 수 있다. 이때, 이온 주입 시 반도체 기판 표면 보호를 위해 도입되는 패드 산화막 또는 스크린 산화막(screen oxide layer)을 형성한 이후에 이러한 습식 세정은 도입될 수 있다. 또는, 이온 주입 과정을 수행한 후에, 이러한 이온 주입 과정들에 바람직하게 도입되는 포토레지스트(photoresist) 이온 주입 마스크들 중 어느 하나를 제거하는 과정에 후속되게 습식 세정은 수행될 수 있다. The wet cleaning step for rounding may be performed before the ion implantation process for forming a transistor, for example, a process of forming a deep N well, a cell well or an N well. In this case, the wet cleaning may be introduced after the pad oxide layer or the screen oxide layer is formed to protect the surface of the semiconductor substrate during ion implantation. Alternatively, after performing the ion implantation process, the wet cleaning may be performed subsequent to the process of removing any one of the photoresist ion implantation masks which are preferably introduced into these ion implantation processes.

이러한 습식 세정은 반도체 기판의 표면을 가볍게 식각하여, 리세스 홈 식각 시 발생되는 홈 내의 반도체 기판 표면에 발생된 손상(damage)을 완화 또는 큐어링(curing)하는 효과를 함께 구현하는 과정으로도 이해될 수 있다. 따라서, 홈의 식각을 위해 도입된 하드 마스크를 스트립(strip) 제거하기 이전에 실시되던 손상을 완화하기 위한 세정 단계는 바람직하게 생략될 수 있다. 물론, 이러한 손상 완화를 위한 세정 단계가 하드 마스크 제거 전 또는 후에 별도로 수행될 수도 있다. Such wet cleaning may also be understood as a process of lightly etching the surface of the semiconductor substrate to simultaneously alleviate or cure the damage caused to the surface of the semiconductor substrate in the grooves generated during the recess groove etching. Can be. Thus, the cleaning step to mitigate the damage that was performed prior to stripping off the hard mask introduced for etching the groove can be preferably omitted. Of course, a cleaning step for alleviating such damage may be performed separately before or after removing the hard mask.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 리세스 채널 트랜지스터 제조 방법을 설명하기 위해서 개략적으로 도시한 단면도들이다. 2 to 8 are cross-sectional views schematically illustrating a method of manufacturing a recess channel transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 반도체 기판(100)에 액티브 영역(101)을 설정하는 소자 분리 영역(150)을 얕은 소자 분리(STI) 방식으로 형성한다. 이때, 소자 분리 영역(150)은 실리콘 산화물층을 포함하는 절연층으로 형성될 수 있으며, 계면에는 버퍼층(buffer layer: 151)이 도입될 수 있다. Referring to FIG. 2, the device isolation region 150 for setting the active region 101 is formed on the semiconductor substrate 100 using a shallow device isolation (STI) method. In this case, the device isolation region 150 may be formed of an insulating layer including a silicon oxide layer, and a buffer layer 151 may be introduced at an interface.

반도체 기판(100)에 리세스 채널을 유도하기 위한 리세스 홈 식각에 식각 마스크로 사용될 하드 마스크(hard mask)를 위한 하드 마스크층(210)을 형성한다. 하드 마스크층(210)은 폴리 실리콘층을 포함하여 형성될 수 있다. 하드 마스크층(210) 상에 하드 마스크층(210)의 패터닝을 위한 포토레지스트 패턴(250)을 형성한다. A hard mask layer 210 for a hard mask to be used as an etch mask is formed in the recess groove etching for inducing the recess channel in the semiconductor substrate 100. The hard mask layer 210 may include a polysilicon layer. A photoresist pattern 250 for patterning the hard mask layer 210 is formed on the hard mask layer 210.

도 3을 참조하면, 포토레지스트 패턴(250)을 식각 마스크로 하드 마스크층(210)을 선택적으로 식각하여, 액티브 영역(101) 의 일부를 노출하는 하드 마스크(211)를 형성한다. Referring to FIG. 3, the hard mask layer 210 is selectively etched using the photoresist pattern 250 as an etch mask to form a hard mask 211 exposing a portion of the active region 101.

도 4를 참조하면, 하드 마스크(211)에 의해서 노출되는 액티브 영역(101) 부분을 선택적으로 식각하여, 반도체 기판(100)에 리세스 홈(110)을 형성한다. 이때, 식각은 이방성 건식 식각을 포함하여 수행될 수 있다. 이에 따라 형성되는 리세스 홈(110)의 입구 가장 자리의 프로파일은 식각 공정의 특성에 따라 매우 예리한 각도를 가질 수 있다. Referring to FIG. 4, a portion of the active region 101 exposed by the hard mask 211 is selectively etched to form a recess groove 110 in the semiconductor substrate 100. In this case, the etching may be performed including anisotropic dry etching. Accordingly, the profile of the inlet edge of the recess groove 110 formed may have a very sharp angle according to the characteristics of the etching process.

도 5를 참조하면, 하드 마스크(211)를 선택적으로 제거한다. 이에 따라, 액티브 영역(101)의 표면 및 리세스 홈(110)의 측면 및 바닥 표면이 모두 노출된다. Referring to FIG. 5, the hard mask 211 is selectively removed. As a result, both the surface of the active region 101 and the side and bottom surfaces of the recess groove 110 are exposed.

도 6을 참조하면, 액티브 영역(101)의 표면에 스크린 산화막(300)을 형성한다. 이러한 스크린 산화막(300)을 형성한 후, 액티브 영역(101)의 표면 전체를 습식 세정한다. 이러한 습식 세정은 적어도 산화물에 대한 식각 작용을 수행하는 버퍼 산화물 에천트(BOE)를 포함하는 습식액을 이용하는 세정으로 수행될 수 있다. BOE는 불화 암모늄(NH4F): HF가 대략 20 - 300: 1 정도 혼합된 습식액으로 주로 산화물에 대한 식각 작용을 수행하는 것으로 이해될 수 있다. Referring to FIG. 6, the screen oxide layer 300 is formed on the surface of the active region 101. After the screen oxide film 300 is formed, the entire surface of the active region 101 is wet-cleaned. This wet cleaning may be performed by cleaning with a wet liquid comprising a buffer oxide etchant (BOE) that performs at least an etching effect on the oxide. It can be understood that BOE is a wet liquid in which ammonium fluoride (NH 4 F): HF is mixed in an amount of approximately 20-300: 1 and mainly performs etching on an oxide.

또한, 이러한 습식 세정은 다단계 습식 세정 과정으로 수행될 수 있다. 예컨대, 바람직하게 대략 4: 1 정도의 황산(H2SO4) 및 과산화수소(H2O2)를 포함하는 습식액을 이용하는 파티클(particle) 제거를 위한 제1세정, BOE를 포함하는 습식액을 이용하는 산화물 식각을 위한 제2세정, 및 표준 세정액 1(SC-1), 즉, 대략 1: 4: 20의 NH4OH:H2O2:순수(DI water)를 포함하는 습식액을 이용하는 유기물 오염물 제거를 위한 제3세정 단계를 포함하여 수행될 수 있다. 이러한 제1, 제2 및 제3 세정 의 수행 순서는 경우에 따라 달리 조합될 수 있다. 예컨대, 제1세정이 제2세정 전후에 수행될 수 있다. In addition, this wet cleaning may be performed in a multistage wet cleaning process. For example, a wet solution comprising BOE, a first wash for particle removal, preferably using a wet solution containing about 4: 1 sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). A second cleaning for the oxide etch to be used, and a second cleaning solution for removing organic contaminants using a wet cleaning solution comprising standard cleaning solution 1 (SC-1), i. It can be performed including three washing steps. The order of performing these first, second and third cleanings may be combined differently as the case may be. For example, the first wash may be performed before or after the second wash.

이러한 습식 세정 과정은 액티브 영역(101) 표면의 산화물층, 예컨대, 스크린 산화막 또는 자연 산화막 등을 일부 또는 전부를 식각하는 작용을 할 수 있으며, 또한, 파티클 또는 유기물 등을 제거하는 작용을 구현할 수 있다. 이때, 리세스 홈(110)의 입구 가장 자리 부분(105)은 식각되어 라운드(round)로 그 각도가 완화될 수 있다. The wet cleaning process may serve to etch some or all of the oxide layer on the surface of the active region 101, for example, a screen oxide film or a natural oxide film, and may also remove a particle or an organic material. . At this time, the inlet edge portion 105 of the recess groove 110 may be etched to reduce the angle in a round (round).

이는 BOE와 같은 산화물에 대한 식각 작용에 의해서 입구 가장 자리 부분(105)의 예리한 각도를 이루는 부분이 일부 식각 제거되어 구현되는 것으로 이해될 수 있다. 이에 따라, 도 6에 제시된 바와 같이 리세스 홈(110)의 입구 가장 자리의 프로파일은 보다 완만한 각도의 프로파일을 가지게 라운드화된다. This may be understood that the etching angle of the inlet edge portion 105 is partially etched away by etching to an oxide such as BOE. Thus, as shown in FIG. 6, the profile of the inlet edge of the recess groove 110 is rounded to have a gentler profile.

한편, 이러한 습식 세정 과정은 스크린 산화막(또는 패드 산화막: 300)이 형성되기 이전에 수행될 수도 있으며, 또한, 스크린 산화막(300)을 형성한 과정 이후에 수행될 수도 있다. 스크린 산화막(300)을 형성하기 전 하드 마스크(250)의 제거 직후에 습식 세정 과정을 수행할 때, BOE 등과 같은 습식액에 의해 리세스 홈(110)의 입구 가장 자리 부분(105)은 구조적인 기하학적 영향에 의해 식각되어 라운드화될 수 있다. Meanwhile, the wet cleaning process may be performed before the screen oxide film (or pad oxide film 300) is formed, or may be performed after the screen oxide film 300 is formed. When the wet cleaning process is performed immediately after removal of the hard mask 250 before the screen oxide film 300 is formed, the inlet edge portion 105 of the recess groove 110 is formed by a wet liquid such as BOE. It can be etched and rounded by geometric influences.

또한, 스크린 산화막(300)을 하드 마스크(250)의 제거 직후에 액티브 영역(101) 상에 형성한 후, 습식 세정 과정을 수행할 때, 스크린 산화막(300)은 바람직하게 열산화법에 의해 형성될 수 있고 또한 습식 세정 과정 중에 일부 또는/ 및 전 부가 제거될 수 있으므로, 리세스 홈(110)의 입구 가장 자리 부분(105)은 구조적인 기하학적 영향에 의해 식각되어 라운드화될 수 있다. In addition, after the screen oxide film 300 is formed on the active region 101 immediately after the hard mask 250 is removed, the screen oxide film 300 is preferably formed by a thermal oxidation method when performing a wet cleaning process. As part and / or all may be removed during the wet cleaning process, the inlet edge portion 105 of the recess groove 110 may be etched and rounded by structural geometric effects.

스크린 산화막(300) 형성 후 습식 세정 과정을 수행할 때, 트랜지스터 형성 과정에 도입되는 이온 주입 과정을 수행하기 이전 또는 이후에 습식 세정 과정이 수행될 수 있다. 예컨대, 트랜지스터를 형성하는 과정에는 여러 종류의 웰을 형성하기 위한 이온 주입 과정들이 수행될 수 있으며, 이러한 이온 주입 과정에는 각각 바람직하게 포토레지스트 패턴(도시되지 않음)을 포함하는 이온 주입 마스크가 도입될 수 있다. 따라서, 이러한 이온 주입 마스크의 제거 후에 상기한 습식 세정 과정이 수행될 수 있다. When the wet cleaning process is performed after the screen oxide layer 300 is formed, the wet cleaning process may be performed before or after the ion implantation process introduced into the transistor formation process. For example, ion implantation processes for forming various types of wells may be performed in a process of forming a transistor, and an ion implantation mask including a photoresist pattern (not shown) may be introduced into each ion implantation process. Can be. Therefore, the wet cleaning procedure described above may be performed after the removal of this ion implantation mask.

웰들은 깊은 N 웰(deep N well), 셀 웰(cell well) 또는 N웰일 수 있는 데, 이러한 웰들을 형성하는 각각의 과정에 도입되는 이온 주입 마스크들 중 어느 하나의 이온 주입 마스크를 제거하는 과정, PR 스트립 직후에 상기한 습식 세정 과정을 수행하여 리세스 홈(110)의 입구 가장 자리 부분(105)을 라운드화할 수 있다. The wells may be deep N wells, cell wells or N wells, the process of removing the ion implantation mask of any one of the ion implantation masks introduced in each process of forming these wells. In addition, the wet cleaning process may be performed immediately after the PR strip to round the inlet edge portion 105 of the recess groove 110.

이와 같이 리세스 홈(110)의 입구 가장 자리 부분(105)을 라운드화하는 습식 세정 과정을 수행한 후, 후속 트랜지스터 형성 과정들을 수행할 수 있다. As such, after performing the wet cleaning process of rounding the inlet edge portion 105 of the recess groove 110, subsequent transistor formation processes may be performed.

도 7을 참조하면, 리세스 홈(110)의 입구 가장 자리 부분(105)을 라운드화한 후, 액티브 영역(101)의 노출된 표면 상에 게이트 유전층(350)을 형성한다. 이러한 게이트 유전층(350)은 열산화법 등에 의한 실리콘 산화물층을 포함할 수 있으며 또는 CVD 등에 의한 산화물층을 포함할 수 있다. 이러한 게이트 유전층(350)을 형성하는 과정 이전에 스크린 산화막(300) 또는 자연 산화막을 제거하는 과정을 수행할 수 있으며, 또는, 상기한 라운드화를 위한 습식 세정 과정으로 스크린 산화막(300)을 제거한 후 게이트 유전층(350)을 형성할 수도 있다. Referring to FIG. 7, after rounding the inlet edge portion 105 of the recess groove 110, a gate dielectric layer 350 is formed on the exposed surface of the active region 101. The gate dielectric layer 350 may include a silicon oxide layer by thermal oxidation or the like, or may include an oxide layer by CVD or the like. Before the gate dielectric layer 350 is formed, the screen oxide film 300 or the natural oxide film may be removed. Alternatively, the screen oxide film 300 may be removed by a wet cleaning process for rounding. The gate dielectric layer 350 may be formed.

도 8을 참조하면, 리세스 홈(110)을 채우는 게이트를 위한 층을 형성한 후 패터닝하여 게이트(440)를 형성한다. 이때, 게이트(440)는 바람직하게 도전성 폴리 실리콘층(410) 및 텅스텐 실리사이드층(430)을 포함하여 형성될 수 있으며, 게이트(440)의 상측에는 후속 공정에서의 게이트(400)의 보호를 위한 캡층(450)이 실리콘 질화물을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, LDD(Lightly Doped Drain) 구조로 소스/드레인(source and drain)을 위한 정션 영역(490)을 형성할 경우, 게이트(440)의 측벽에는 측벽 스페이서(470)가 바람직하게 실리콘 질화물 등을 포함하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 8, the gate 440 may be formed by forming and patterning a layer for the gate filling the recess groove 110. In this case, the gate 440 may preferably be formed to include the conductive polysilicon layer 410 and the tungsten silicide layer 430, and the gate 440 may be formed on the upper side of the gate 440 to protect the gate 400 in a subsequent process. The cap layer 450 may be formed including silicon nitride. In addition, when the junction region 490 for source and drain is formed using a lightly doped drain (LDD) structure, the sidewall spacer 470 preferably includes silicon nitride on the sidewall of the gate 440. Can be formed.

이와 같이 형성된 트랜지스터 구조는 리세스 홈(110)의 도입에 의해서 실질적인 유효 채널 길이가 보다 확장된 구조를 가질 수 있다. 이때, 리세스 홈(110)의 입구 가장 자리 부분(105)이 라운드 형상의 프로파일을 가짐으로써, 정션 영역(490)과 게이트(440) 사이의 전계가 이러한 입구 가장 자리 부분(105)에 집중되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전계의 집중에 의한 정션 영역(490)에 이온 주입된 도펀트의 전기적 스트레스가 원하지 않게 증가하는 것을 방지할 수 있다. The transistor structure formed as described above may have a structure in which the effective effective channel length is further extended by the introduction of the recess groove 110. At this time, the inlet edge portion 105 of the recess groove 110 has a round profile, so that an electric field between the junction region 490 and the gate 440 is concentrated on the inlet edge portion 105. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the electrical stress of the dopant ion-implanted into the junction region 490 by the concentration of the electric field undesirably increased.

이에 따라, 이러한 입구 가장 자리 부분(105)에서 전류 누설이 크게 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 트랜지스터를 포함하는 메모리(memory) 소자의 리프레쉬 특성의 개선을 구현할 수 있다. 예컨대, 종래의 경우에 비해 대략 10 내지 20% 수준의 리프레쉬 특성 개선이 구현될 수 있다. 이는 기존의 500ms 대비 550 내지 600ms 정도의 리프레쉬 특성 또는 시간 개선, 즉, 대략 50 내지 100ms 정도의 리프레쉬 시간 개선을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. Accordingly, large leakage of current in the inlet edge portion 105 can be effectively prevented, thereby improving the refresh characteristics of the memory device including the transistor. For example, about 10 to 20% of the refresh characteristic improvement can be realized as compared to the conventional case. This may be understood to mean a refresh characteristic or time improvement of about 550 to 600 ms compared to the existing 500 ms, that is, an improvement of refresh time of about 50 to 100 ms.

상술한 본 발명에 따르면, 리세스 채널을 유도하기 위해 형성되는 리세스 홈의 입구 가장 자리 부분의 프로파일을 라운드화하여 완만한 프로파일을 가지게 함으로써, 이러한 가장 자리 부분에 전계가 집중되어 트랜지스터의 전류 누설이 발생되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. According to the present invention described above, by rounding the profile of the inlet edge portion of the recess groove formed to induce the recess channel to have a gentle profile, the electric field is concentrated on this edge portion so that the current leakage of the transistor is achieved. This can be effectively prevented from occurring.

이러한 입구 가장 자리 부분의 라운드화는 리세스 홈을 형성하기 위한 하드 마스크의 제거 이후에 스크린 산화막의 형성 후에 바람직하게 수행되는 습식 세정 과정에 의해서 이루어질 수 있다. 이에 따라, 별도의 복잡한 공정의 조합없이 간단히, 전계 집중에 의한 트랜지스터의 리프레쉬 특성 개선을 구현할 수 있다. This rounding of the inlet edge portion may be achieved by a wet cleaning process which is preferably performed after the formation of the screen oxide film after removal of the hard mask for forming the recess groove. Accordingly, it is possible to realize improvement of the refresh characteristics of the transistor by electric field concentration simply without combining a complicated process.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다. As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the specific Example, this invention is not limited to this, It is clear that the deformation | transformation and improvement are possible by the person of ordinary skill in the art within the technical idea of this invention.

Claims (5)

반도체 기판을 선택적으로 식각하여 리세스(recess) 홈을 형성하는 단계;Selectively etching the semiconductor substrate to form a recess groove; 상기 리세스 홈이 형성된 반도체 기판 표면을 습식 세정하여 상기 식각에 따른 손상을 완화시키며 상기 리세스 홈의 입구 가장 자리 부위를 라운드(round)화하는 단계;Wet cleaning the surface of the semiconductor substrate on which the recess groove is formed to mitigate damage due to the etching and to round the inlet edge of the recess groove; 상기 리세스 홈을 채우는 게이트를 게이트 유전층을 수반하여 형성하는 단계; 및Forming a gate filling the recess groove with a gate dielectric layer; And 상기 게이트에 인근하는 상기 반도체 기판 부분에 소스/드레인을 위한 정션 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리세스 채널 트랜지스터 제조 방법. Forming a junction region for a source / drain in the portion of the semiconductor substrate adjacent to the gate. 반도체 기판 상에 하드 마스크를 형성하는 단계;Forming a hard mask on the semiconductor substrate; 상기 하드 마스크에 의해 노출된 상기 반도체 기판 부분을 선택적으로 식각하여 리세스 홈을 형성하는 단계;Selectively etching a portion of the semiconductor substrate exposed by the hard mask to form a recess groove; 상기 하드 마스크를 제거하는 단계;Removing the hard mask; 상기 리세스 홈이 형성된 상기 반도체 기판 표면을 습식 세정하여 상기 식각에 따른 손상을 완화시키며 상기 리세스 홈의 입구 가장 자리 부위를 라운드(round)화하는 단계;Wet cleaning the surface of the semiconductor substrate on which the recess groove is formed to mitigate damage due to the etching and to round the inlet edge of the recess groove; 상기 리세스 홈을 채우는 게이트를 게이트 유전층을 수반하여 형성하는 단 계; 및Forming a gate filling the recess groove with a gate dielectric layer; And 상기 게이트에 인근하는 상기 반도체 기판 부분에 소스/드레인을 위한 정션 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리세스 채널 트랜지스터 제조 방법. Forming a junction region for a source / drain in the portion of the semiconductor substrate adjacent to the gate. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 습식 세정은The wet cleaning is 황산 및 과산화수소를 포함하는 습식액을 이용하는 제1세정 단계;A first washing step using a wet liquid containing sulfuric acid and hydrogen peroxide; 버퍼 산화물 에천트(BOE)를 포함하는 습식액을 이용하는 제2세정 단계;A second washing step using a wet liquid including a buffer oxide etchant (BOE); 표준 세정액 1(SC-1)을 포함하는 습식액을 이용하는 제3세정 단계를 포함하여 수행되며A third wash step using a wet liquid comprising standard wash solution 1 (SC-1); 상기 제1세정은 상기 제2세정에 앞서 수행되거나 또는 상기 제2세정 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 리세스 채널 트랜지스터 제조 방법. And the first cleaning is performed before the second cleaning or after the second cleaning. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 습식 세정 이전 또는 이후에Before or after the wet cleaning 상기 반도체 기판 표면에 이온 주입을 위한 스크린 산화막을 형성하는 단계; 및 Forming a screen oxide film for ion implantation on a surface of the semiconductor substrate; And 상기 스크린 산화막이 형성된 상기 반도체 기판에 이온 주입을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리세스 채널 트랜지스터 제조 방법. And performing ion implantation into the semiconductor substrate on which the screen oxide film is formed. 제4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 이온 주입은 The ion implantation 상기 반도체 기판 내에 깊은 N 웰, 셀 웰 또는 N웰을 위한 영역을 노출하는 이온 주입 마스크를 형성하는 단계;Forming an ion implantation mask in the semiconductor substrate that exposes a region for a deep N well, cell well or N well; 상기 이온 주입 마스크에 노출된 상기 반도체 기판 부분에 이온 주입을 수행하는 단계; 및Performing ion implantation into a portion of the semiconductor substrate exposed to the ion implantation mask; And 상기 이온 주입 마스크를 제거하는 단계를 포함하고,Removing the ion implantation mask, 상기 습식 세정은 어느 하나의 상기 이온 주입 마스크의 제거에 후속하여 수행되는 것을 특징으로 하는 리세스 채널 트랜지스터 제조 방법. And wherein said wet cleaning is performed following removal of any one of said ion implantation masks.
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KR100851921B1 (en) * 2007-07-02 2008-08-12 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming trench in semiconductor device and method for forming recess gate using the same
KR100905168B1 (en) * 2007-06-29 2009-06-29 주식회사 하이닉스반도체 Semiconductor device and method for forming the same
KR20170100976A (en) * 2016-02-26 2017-09-05 에스케이하이닉스 주식회사 Non-volatile Memory Device Including Ferroelectric And Method of Manufacturing The Same
KR20170100969A (en) * 2016-02-26 2017-09-05 에스케이하이닉스 주식회사 Multi-level Ferroelectric Memory Device And Method of Manufacturing The Same
CN113054024A (en) * 2014-07-31 2021-06-29 台湾积体电路制造股份有限公司 Semiconductor device and integrated circuit and method of forming a semiconductor device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100905168B1 (en) * 2007-06-29 2009-06-29 주식회사 하이닉스반도체 Semiconductor device and method for forming the same
KR100851921B1 (en) * 2007-07-02 2008-08-12 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming trench in semiconductor device and method for forming recess gate using the same
CN113054024A (en) * 2014-07-31 2021-06-29 台湾积体电路制造股份有限公司 Semiconductor device and integrated circuit and method of forming a semiconductor device
KR20170100976A (en) * 2016-02-26 2017-09-05 에스케이하이닉스 주식회사 Non-volatile Memory Device Including Ferroelectric And Method of Manufacturing The Same
KR20170100969A (en) * 2016-02-26 2017-09-05 에스케이하이닉스 주식회사 Multi-level Ferroelectric Memory Device And Method of Manufacturing The Same

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