KR20090098194A - Semiconductor device and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

A semiconductor device and method of fabricating the same are provided to improve the refresh property of device by forming a gate electrode including germanium. The fin type active region(230) is defined in the semiconductor substrate including the device isolation structure. The gate electrode is formed on the fin type active region. The gate electrode comprises the laminating structure of the conductive layer and the silicon germanium layer(Si1-xGex) having germanium. The side(230a) of the fin type active region has a higher germanium concentration than the top part(230b) of the fin type active region. The gate electrode comprises the top gate electrode(260) and bottom gate electrode(250). The bottom gate electrode comprises the laminating structure of the p+ poly-crystal silicon germanium layer and p+ polycrystalline silicon layer.

Description

반도체 소자 및 그 제조 방법{Semiconductor device and method of fabricating the same}Semiconductor device and method of manufacturing the same

본 발명은 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 개선된 핀 트랜지스터(Fin transistor)를 포함한 반도체 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device including an improved fin transistor and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 핀 채널 어레이 트랜지스터(FCAT: Fin channel array transistor)에서 핀 채널 트랜지스터는 삼면 게이트(Tri gate)가 채널을 감싼 형태의 핀 채널 구조이다. 핀 채널 구조는 기존의 제조기술에서 크게 벗어나지 않으면서 3차원 구조로 제작이 가능하고, 구조적인 특징 때문에 게이트 제어력이 좋아 단 채널 효과(Short channel effect)를 줄일 수 있어 드레인 영역과 소스 영역 사이의 영향을 최소화할 수 있다. 그리고 핀 채널 구조는 채널 도핑 농도를 낮출 수 있고, 이로 인해 접합 영역을 통한 누설전류가 개선할 수 있다.In general, in a fin channel array transistor (FCAT), a fin channel transistor has a fin channel structure in which a tri gate surrounds a channel. The fin channel structure can be manufactured in a three-dimensional structure without deviating significantly from the existing manufacturing technology, and because of its structural characteristics, the gate control is good due to the structural characteristics, so that the short channel effect can be reduced. Can be minimized. In addition, the fin channel structure can lower the channel doping concentration, thereby improving leakage current through the junction region.

그러나, 핀 채널 트랜지스터의 하부 게이트 전극이 p+ 폴리실리콘층으로 형성된 경우에, 이러한 p+ 폴리실리콘층의 일함수는 p- 실리콘 기판의 일함수보다 더 크기 때문에 핀 채널 트랜지스터가 OFF 상태에서 드레인 영역에 "1" 상태의 전압이 있을 때, GIDL(Gate induced drain leakage) 현상으로 인한 드레인 영역의 누설 전류가 증가한다. 따라서, 디램 셀의 저장 전극에 저장되어 있는 "1" 상태의 자료가 쉽게 손실되어 디램의 리프레쉬 특성이 저하된다.However, in the case where the lower gate electrode of the fin channel transistor is formed of a p + polysilicon layer, the work function of such a p + polysilicon layer is larger than that of the p− silicon substrate, so that the fin channel transistor is formed in the drain region in the OFF state. When there is a voltage of 1 "state, the leakage current in the drain region increases due to a gate induced drain leakage (GIDL) phenomenon. Therefore, the data of the "1" state stored in the storage electrode of the DRAM cell is easily lost, and the refresh characteristic of the DRAM is degraded.

본 발명은 핀 채널 게이트(Fin channel gate) 구조를 갖는 핀 트랜지스터(Fin transistor)에서 핀 채널 게이트 구조의 측면 채널과 상부 채널에 다른 게르마늄(Ge) 농도를 갖도록 게르마늄(Ge)을 포함한 게이트 전극으로 형성한 반도체 소자를 설계함으로써, GIDL 효과를 개선하고, 소자의 리프레쉬 특성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, a fin electrode having a fin channel gate structure is formed of a gate electrode including germanium (Ge) so as to have different germanium (Ge) concentrations in the side channel and the upper channel of the fin channel gate structure. By designing a semiconductor device, the GIDL effect can be improved and the refresh characteristics of the device can be improved.

본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자는,A semiconductor device according to an embodiment of the present invention,

소자 분리 구조를 포함한 반도체 기판에 정의된 핀형 활성 영역과, 핀형 활성 영역 상에 형성되며, 게르마늄(Germanium: Ge) 농도 차이를 갖는 도전층과 실리콘 게르마늄층(Si1 - xGex)의 적층 구조를 포함한 게이트 전극을 포함한다.A stacked structure of a fin active region defined in a semiconductor substrate including an isolation structure, a conductive layer having a germanium (Ge) concentration difference, and a silicon germanium layer (Si 1 - x Ge x ) formed on the fin active region It includes a gate electrode including.

그리고, 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은And the manufacturing method of the semiconductor element which concerns on this invention is

반도체 기판에 상부가 돌출된 핀형 활성 영역을 정의하는 소자 분리 구조를 형성하는 단계와, 핀형 활성 영역을 매립하며, 게르마늄(Germanium: Ge) 농도 차이를 갖도록 실리콘 게르마늄층(Si1 - xGex)을 포함한 게이트 구조물을 형성하는 단계를 포함한다.Forming a device isolation structure defining a fin-type active region protruding from the upper surface of the semiconductor substrate, filling the fin-type active region, and having a germanium (Ge) concentration difference; a silicon germanium layer (Si 1 - x Ge x ) Forming a gate structure comprising a.

본 발명은 핀 트랜지스터의 하부 게이트 전극을 p+ 다결정 실리콘층과 p+ 다 결정 게르마늄층의 적층 구조로 형성하여 핀 채널 게이트 구조의 측면 채널에서 게르마늄(Ge) 농도가 상부 채널에서보다 증가한다. 따라서, 증가된 게르마늄(Ge) 농도로 인하여 상부 채널보다 측면 채널의 GIDL 특성이 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상부 채널과 측면 채널에 게르마늄(Ge) 농도가 존재하여 문턱 전압 특성을 개선할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, the lower gate electrode of the fin transistor is formed as a stacked structure of a p + polycrystalline silicon layer and a p + polycrystalline germanium layer, thereby increasing the germanium (Ge) concentration in the side channel of the fin channel gate structure than in the upper channel. Therefore, due to the increased germanium (Ge) concentration, there is an effect that the GIDL characteristics of the side channel than the upper channel can be improved. In addition, the germanium (Ge) concentration is present in the upper channel and the side channel, thereby improving the threshold voltage characteristic.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 소자 분리 영역(120)에 의해 정의되는 활성 영역(101), 리세스 게이트 영역(103) 및 게이트 영역(105)을 도시한 반도체 소자의 레이아웃이다. 한편, 이하에서 게이트 영역(105)의 길이 방향(II-II' 방향)을 "수직 방향"으로 정의하고, 활성 영역(101)의 길이 방향(I-I' 방향)을 "수평 방향"으로 정의한다. 리세스 게이트 영역(103)은 게이트 영역(105)과 중첩한 곳에 위치한다. 리세스 게이트 영역(103)의 일측에서 수평 방향의 선폭은 F보다 D만큼 더 좁게 도시된다(0≤D<F/2). 즉, 리세스 게이트 영역(103)의 수평 방향 선폭은 F-2D으로 도시된다.1 is a layout of a semiconductor device illustrating an active region 101, a recess gate region 103, and a gate region 105 defined by an isolation region 120, according to an embodiment of the inventive concept. In addition, below, the longitudinal direction (II-II 'direction) of the gate area | region 105 is defined as a "vertical direction", and the longitudinal direction (I-I' direction) of the active area 101 is defined as a "horizontal direction". The recess gate region 103 is positioned where the gate region 105 overlaps with the recess gate region 103. The line width in the horizontal direction at one side of the recess gate region 103 is shown to be narrower by D than F (0 ≦ D <F / 2). That is, the horizontal line width of the recess gate region 103 is shown by F-2D.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자를 도시한 단면도들이며, 도 2(i)는 도 1의 I-I'을 따른 단면도이고, 도 2(ii)는 도 1의 II-II'을 따른 단면도이다. 게이트 구조물(280)은 게이트 절연막(240) 상부에 하부 게이트 전극(250), 상부 게이트 전극(260) 및 게이트 하드 마스크층(270)의 적층 구조로 형성하는 것 을 도시한다.2 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention, FIG. 2 (i) is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1, and FIG. 2 (ii) is a line II-II ′ of FIG. 1. The cross section along the. The gate structure 280 is formed in a stacked structure of the lower gate electrode 250, the upper gate electrode 260, and the gate hard mask layer 270 on the gate insulating layer 240.

이때, 하부 게이트 전극(250)은 핀형 활성 영역(230)을 매립하도록 제1 하부 게이트 전극(242), 제2 하부 게이트 전극(244) 및 제3 하부 게이트 전극(246)의 적층 구조로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 하부 게이트 전극(242)은 p+ 다결정 실리콘층인 것이 바람직하다. 또한, 제1 하부 게이트 전극(242)의 두께는 1 내지 50nm인 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 제1 하부 게이트 전극(242)은 p+ 다결정 실리콘층으로 구현하였으나, 이는 설명을 위한 예시로 이에 제한되지 않음을 주의해야 한다. 따라서, 제1 하부 게이트 전극(242)은 게르마늄(Ge) 이온의 확산 버퍼층으로 사용되는 도전층일 수 있다.In this case, the lower gate electrode 250 has a stacked structure of the first lower gate electrode 242, the second lower gate electrode 244, and the third lower gate electrode 246 to fill the fin type active region 230. It is preferable. In addition, the first lower gate electrode 242 is preferably a p + polycrystalline silicon layer. In addition, the thickness of the first lower gate electrode 242 is preferably 1 to 50 nm. Meanwhile, although the first lower gate electrode 242 of the present invention is implemented with a p + polycrystalline silicon layer, it should be noted that this is only an example for description. Accordingly, the first lower gate electrode 242 may be a conductive layer used as a diffusion buffer layer of germanium (Ge) ions.

또한, 제2 하부 게이트 전극(244)은 게르마늄(Ge)을 포함한 실리콘층으로 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 제2 하부 게이트 전극(244)은 p+ 다결정 실리콘 게르마늄(Si1-xGex)층(244)으로 형성하는 것이 바람직하다(단, 0<X<1). 이때, 제2 하부 게이트 전극(244)의 두께는 5 내지 100nm인 것이 바람직하다. 한편, 제2 하부 게이트 전극(244)의 게르마늄(Ge) 이온은 제1 하부 게이트 전극(242)으로 확산되어 제1 게이트 하부 전극(242)과 게이트 절연막(240) 사이의 계면에 불균일한 게르마늄(Ge) 농도로 분포한다.In addition, the second lower gate electrode 244 is preferably formed of a silicon layer including germanium (Ge). In particular, the second lower gate electrode 244 is preferably formed of a p + polycrystalline silicon germanium (Si 1-x Ge x ) layer 244 (where 0 <X <1). In this case, the thickness of the second lower gate electrode 244 is preferably 5 to 100 nm. Meanwhile, germanium (Ge) ions of the second lower gate electrode 244 are diffused into the first lower gate electrode 242, and the germanium (non-uniform) at the interface between the first gate lower electrode 242 and the gate insulating layer 240 is uneven. Ge) distributed in concentration.

그리고, p+ 다결정 실리콘 게르마늄(Si1-xGex)층(244)에서 Ge의 농도 계수 X가 일정할 때, p+ 다결정 실리콘 게르마늄층(244)의 두께에 따라 제1 하부 게이트 전극(242)과 게이트 절연막(240)의 계면에 분포된 농도가 달라진다. 예를 들면, 핀 형 활성 영역의 측면(230a)의 게르마늄 농도는 핀형 활성 영역의 상부(230b)보다 큰 것이 바람직하다. When the concentration coefficient X of Ge is constant in the p + polycrystalline silicon germanium (Si 1-x Ge x ) layer 244, the first lower gate electrode 242 and the first lower gate electrode 242 may be formed according to the thickness of the p + polycrystalline silicon germanium layer 244. The concentration distributed at the interface of the gate insulating film 240 is different. For example, the germanium concentration of the side surface 230a of the fin-shaped active region is preferably larger than the upper portion 230b of the fin-shaped active region.

결국, 제1 하부 게이트 전극(242)과 게이트 절연막(240)의 계면에 위치한 게르마늄 농도 분포로 인하여 문턱 전압 특성을 개선할 수 있다. 따라서, 소자의 GIDL(Gate induced drain leakage) 특성을 개선할 수 있다. 또한, 핀형 활성 영역의 측면(230a)의 게르마늄 농도가 핀형 활성 영역의 상부(230b)보다 커 측면의 문턱 전압 특성을 개선할 수 있어, GIDL 특성을 더욱 개선할 수 있다.As a result, the threshold voltage characteristic may be improved due to the germanium concentration distribution located at the interface between the first lower gate electrode 242 and the gate insulating layer 240. Therefore, it is possible to improve the gate induced drain leakage (GIDL) characteristics of the device. In addition, the germanium concentration of the side surface 230a of the fin-type active region is greater than the upper portion 230b of the fin-type active region, thereby improving the threshold voltage characteristic of the side surface, thereby further improving the GIDL characteristics.

제3 하부 게이트 전극(246)은 제2 하부 게이트 전극(244) 상부에 위치한다. 또한, 제3 하부 게이트 전극(246)은 p+ 다결정 실리콘층인 것이 바람직하다. 한편, 본 발명은 제3 하부 게이트 전극(246)을 제2 하부 게이트 전극(246)과 상부 게이트 전극(260) 사이에 위치하는 것으로 구현하였으나, 이는 설명을 위한 예시로 이에 제한되지 않음을 주의해야 한다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제3 하부 게이트 전극(246)을 형성하지 않을 수도 있다.The third lower gate electrode 246 is positioned on the second lower gate electrode 244. In addition, the third lower gate electrode 246 is preferably a p + polycrystalline silicon layer. Meanwhile, although the present invention has been implemented as having the third lower gate electrode 246 positioned between the second lower gate electrode 246 and the upper gate electrode 260, it should be noted that the present disclosure is not limited thereto. do. Therefore, according to another exemplary embodiment, the third lower gate electrode 246 may not be formed.

도 3a 내지 3g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. 도 3a(i) 내지 3g(i)은 도 1의 I-I'을 따른 단면도들이며, 도 3a(ii) 내지 3g(ii)은 도 1의 II-II'을 따른 단면도들이다. 반도체 기판(310) 상부에 패드 산화막(312) 및 패드 질화막(314)을 형성한 후, 패드 질화막(314) 감광막(미도시)을 형성한다. 다음으로, 소자 분리 마스크(미도시)로 감광막을 노광 및 현상하여 소자 분리 영역을 정의하는 감광막 패턴(미도시)을 형성한다.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention. 3A (i) to 3G (i) are cross-sectional views taken along the line II ′ of FIG. 1, and FIGS. 3A (ii) to 3g (ii) are cross-sectional views taken along the line II-II ′ of FIG. 1. After the pad oxide film 312 and the pad nitride film 314 are formed on the semiconductor substrate 310, the pad nitride film 314 photoresist (not shown) is formed. Next, a photoresist film is exposed and developed with an element isolation mask (not shown) to form a photoresist pattern (not shown) defining an element isolation region.

이후, 감광막 패턴을 식각 마스크로 패드 질화막(314), 패드 산화막(312) 및 반도체 기판(310)을 소정 두께 식각하여 도 1의 활성 영역(101)을 정의하는 트렌치(미도시)를 형성한 후, 감광막 패턴을 제거한다. 그 다음, 트렌치를 매립하는 소자 분리용 절연막(미도시)을 형성한 후, 패드 질화막(314)을 노출할 때까지 소자 분리용 절연막을 평탄화 식각하여 소자 분리 구조(320)를 형성한다. 이때, 소자 분리용 절연막에 대한 평탄화 식각 공정은 씨엠피(CMP: Chemical mechanical polishing) 방법 또는 에치-백(Etch-back) 방법으로 수행하는 것이 바람직하다.Thereafter, the pad nitride layer 314, the pad oxide layer 312, and the semiconductor substrate 310 are etched by a predetermined thickness using an photoresist pattern to form a trench (not shown) defining the active region 101 of FIG. 1. Remove the photoresist pattern. Next, after forming an isolation layer (not shown) for filling the trench, the isolation layer 320 is formed by planarization etching of the isolation layer until the pad nitride layer 314 is exposed. In this case, the planarization etching process of the insulating layer for device isolation may be performed by a chemical mechanical polishing (CMP) method or an etch-back method.

도 3b를 참조하면, 소자 분리 구조(320)를 선택 식각하여 그 높이를 낮춘 후, 패드 질화막(314) 및 패드 산화막(312)을 제거하여 반도체 기판(310)을 노출한다. 이때, 소자 분리 구조(320)에 대한 선택 식각 공정은 습식 식각 방법으로 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 패드 질화막(314) 및 패드 산화막(312)의 제거 공정은 습식 식각 방법으로 수행하는 것이 바람직하다. 이후, 노출된 반도체 기판(310) 상부에 제1 산화막(322)을 형성한 후, 반도체 기판(310) 상부에 감광막(미도시)을 형성한다. 이후, 셀 영역(Cell region)을 노출하는 마스크로 감광막을 노광 및 현상하여 감광막 패턴(미도시)을 형성한다.Referring to FIG. 3B, after the device isolation structure 320 is selectively etched and lowered, the pad nitride layer 314 and the pad oxide layer 312 are removed to expose the semiconductor substrate 310. In this case, the selective etching process for the device isolation structure 320 is preferably performed by a wet etching method. In addition, the removal process of the pad nitride film 314 and the pad oxide film 312 is preferably performed by a wet etching method. Subsequently, after the first oxide film 322 is formed on the exposed semiconductor substrate 310, a photoresist film (not shown) is formed on the semiconductor substrate 310. Subsequently, a photoresist layer is exposed and developed with a mask that exposes a cell region to form a photoresist pattern (not shown).

다음으로, 상기 감광막 패턴을 마스크로 이온 주입 공정을 수행하여 셀 및 채널 이온 주입 영역(미도시)을 형성한다. 그 다음, 감광막 패턴을 제거한 후, 소자 분리 구조(320)를 포함한 반도체 기판(310) 상부에 하드 마스크층(324)을 형성한다. 이때, 하드 마스크층(324)은 비정질 탄소막, 폴리실리콘층, 질화막 및 이들의 조합으로 이루어진 일군으로부터 선택된 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다.Next, an ion implantation process is performed using the photoresist pattern as a mask to form a cell and a channel ion implantation region (not shown). After removing the photoresist pattern, the hard mask layer 324 is formed on the semiconductor substrate 310 including the device isolation structure 320. In this case, the hard mask layer 324 may be formed of any one selected from the group consisting of an amorphous carbon film, a polysilicon layer, a nitride film, and a combination thereof.

도 3c를 참조하면, 하드 마스크층(324) 상부에 감광막(미도시)을 형성한 후, 리세스 게이트 마스크(미도시)로 감광막을 노광 및 현상하여 도 1의 리세스 게이트 영역(103)을 정의하는 감광막 패턴(326)을 형성한다. 이후, 감광막 패턴(326)을 식각 마스크로 하드 마스크층(324)을 식각하여 그 하부에 제1 산화막(322)을 노출한다. 다음으로, 소자 분리 구조(320)의 일부를 선택 식각하여 소자 분리 구조(320) 상부로 돌출된 핀형 활성 영역(330)을 노출하는 리세스(332)를 형성한다. 이때, 소자 분리 구조(320)의 식각 시 노출된 제1 산화막(322)을 함께 제거하여 핀형 활성 영역(330)을 노출하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3C, after forming a photoresist film (not shown) on the hard mask layer 324, the photoresist film is exposed and developed with a recess gate mask (not shown) to expose the recess gate region 103 of FIG. 1. A photosensitive film pattern 326 is defined. Thereafter, the hard mask layer 324 is etched using the photoresist pattern 326 as an etch mask to expose the first oxide layer 322 below. Next, a portion of the device isolation structure 320 is selectively etched to form a recess 332 that exposes the fin active region 330 protruding above the device isolation structure 320. In this case, it is preferable to expose the fin type active region 330 by simultaneously removing the exposed first oxide layer 322 when the device isolation structure 320 is etched.

도 3d를 참조하면, 리세스(332)에 노출된 반도체 기판(310)에 소프트 식각 공정을 수행하여 리세스(332) 내에 노출된 반도체 기판(310)과 핀형 활성 영역(330)의 표면을 둥글게 만든다. 이때, 소프트 식각 공정은 등방성 식각 방법으로 수행하는 것이 바람직하다. 다음으로, 표면이 둥글게 된 반도체 기판(310)과 핀형 활성 영역(330)에 불순물 이온을 주입하여 문턱 전압 조절용 이온 주입 영역(미도시)을 형성한 후, 감광막 패턴(326)과 하드 마스층(324)을 제거한다. 이후, 제1 산화막(322)을 제거하여 반도체 기판(310)을 노출한다. 또한, 제1 산화막(322)에 대한 제거 공정은 습식 식각 방법으로 수행하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3D, a soft etching process is performed on the semiconductor substrate 310 exposed to the recess 332 to round the surfaces of the semiconductor substrate 310 and the fin active region 330 exposed in the recess 332. Make. In this case, the soft etching process is preferably performed by an isotropic etching method. Next, after the impurity ions are implanted into the semiconductor substrate 310 having the rounded surface and the fin type active region 330 to form a threshold voltage ion implantation region (not shown), the photoresist pattern 326 and the hard mask layer ( 324). Thereafter, the first oxide film 322 is removed to expose the semiconductor substrate 310. In addition, the removal process for the first oxide film 322 is preferably performed by a wet etching method.

도 3e를 참조하면, 핀형 활성 영역(330)을 포함한 노출된 반도체 기판(310) 상부 표면에 게이트 절연막(340)을 형성한다. 다음으로, 게이트 절연막(340) 상부에 제1 하부 게이트 도전층(342)을 형성한다. 이때, 제1 하부 게이트 도전층(342)은 p+ 다결정 실리콘층인 것이 바람직하다. 또한, 제1 하부 게이트 도전층(342)의 두께는 1 내지 50nm인 것이 바람직하다. 이후, 제1 하부 게이트 도전층(342) 상부에 제2 하부 게이트 도전층(344)을 형성하여 핀형 활성 영역(330)을 매립한 후, 제1 하부 게이트 도전층(342)을 노출할 때까지 제2 하부 게이트 도전층(344)을 평탄화 식각한다. 이때, 제2 하부 게이트 도전층(344)에 대한 평탄화 식각 공정은 씨엠피(CMP) 방법 또는 에치-백 방법으로 수행하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3E, a gate insulating layer 340 is formed on an upper surface of the exposed semiconductor substrate 310 including the fin type active region 330. Next, a first lower gate conductive layer 342 is formed on the gate insulating layer 340. In this case, the first lower gate conductive layer 342 is preferably a p + polycrystalline silicon layer. In addition, the thickness of the first lower gate conductive layer 342 is preferably 1 to 50 nm. Thereafter, the second lower gate conductive layer 344 is formed on the first lower gate conductive layer 342 to fill the fin type active region 330, and then, until the first lower gate conductive layer 342 is exposed. The second lower gate conductive layer 344 is planarized etched. In this case, the planarization etching process of the second lower gate conductive layer 344 may be performed by a CMP method or an etch-back method.

이때, 제2 하부 게이트 도전층(344)은 활성 영역 중에서 핀형 활성 영역의 측면(330a)과 상부(330b)에만 남아있다. 또한, 제2 하부 게이트 도전층(344)은 게르마늄(Ge)을 포함한 실리콘층으로 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 제2 하부 게이트 도전층(344)은 p+ 다결정 실리콘 게르마늄(Si1 - xGex)층으로 형성하는 것이 바람직하다(단, 0<X<1). 이때, p+ 다결정 실리콘 게르마늄(Si1 - xGex)층은 실란(SiH4)과 게르마늄(GeH4)을 소스 가스로 증착 공정으로 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 제2 하부 게이트 도전층(344)은 상기와 같은 소스 가스를 이용한 증착 공정으로 형성하도록 구현하였으나, 이는 설명을 위한 예시로 이에 제한되지 않음을 주의해야 한다.In this case, the second lower gate conductive layer 344 remains only on the side surfaces 330a and the upper portion 330b of the fin type active region among the active regions. In addition, the second lower gate conductive layer 344 may be formed of a silicon layer including germanium (Ge). In particular, the second lower gate conductive layer 344 is preferably formed of a p + polycrystalline silicon germanium (Si 1 - x Ge x ) layer, provided that 0 <X <1. In this case, it is preferable that the p + polycrystalline silicon germanium (Si 1 - x Ge x ) layer is formed by depositing silane (SiH 4 ) and germanium (GeH 4 ) as a source gas. Although the second lower gate conductive layer 344 of the present invention is implemented to be formed by the deposition process using the source gas as described above, it should be noted that this is not limited thereto.

또한, 제2 하부 게이트 도전층(344)의 두께는 5 내지 100nm인 것이 바람직하다. 한편, 제2 하부 게이트 도전층(344)의 게르마늄(Ge) 이온은 제1 하부 게이트 도전층(342)으로 확산되어 제1 게이트 하부 도전층(342)과 게이트 절연막(340) 사이의 계면에 불균일한 게르마늄(Ge) 농도로 분포한다. 또한, p+ 다결정 실리콘 게르마늄(Si1-xGex)층에서 Ge의 농도 계수 X가 일정할 때, p+ 다결정 실리콘 게르마늄 층의 두께에 따라 제1 하부 게이트 도전층(342)과 게이트 절연막(340)의 계면에 분포된 농도가 달라진다. 예를 들면, 핀형 활성 영역의 측면(330a)의 게르마늄 농도는 핀형 활성 영역의 상부(330b)보다 크게 된다. 한편, 본 발명의 제1 하부 게이트 도전층(342)은 p+ 다결정 실리콘층으로 구현하였으나, 이는 설명을 위한 예시로 이에 제한되지 않음을 주의해야 한다. 따라서, 제1 하부 게이트 도전층(342)은 게르마늄(Ge) 이온의 확산 버퍼층으로 사용되는 도전층일 수 있다.In addition, the thickness of the second lower gate conductive layer 344 is preferably 5 to 100 nm. Meanwhile, germanium (Ge) ions of the second lower gate conductive layer 344 are diffused into the first lower gate conductive layer 342 and are uneven at the interface between the first gate lower conductive layer 342 and the gate insulating layer 340. It is distributed at one germanium (Ge) concentration. In addition, when the concentration coefficient X of Ge in the p + polycrystalline silicon germanium (Si 1-x Ge x ) layer is constant, the first lower gate conductive layer 342 and the gate insulating layer 340 according to the thickness of the p + polycrystalline silicon germanium layer. The concentration distributed at the interface of is different. For example, the germanium concentration of the side surface 330a of the fin-shaped active region is greater than the top 330b of the fin-shaped active region. Meanwhile, although the first lower gate conductive layer 342 of the present invention is implemented with a p + polycrystalline silicon layer, it should be noted that this is only an example for description. Accordingly, the first lower gate conductive layer 342 may be a conductive layer used as a diffusion buffer layer of germanium (Ge) ions.

도 3f를 참조하면, 제2 하부 게이트 도전층(344) 상부에 제3 하부 게이트 도전층(346)을 형성하여 도전층과 실리콘 게르마늄층(Si1 - xGex)의 적층 구조를 포함한 하부 게이트 도전층(350)을 형성한다. 이때, 제3 하부 게이트 도전층(346)은 p+ 다결정 실리콘층인 것이 바람직하다. 한편, 본 발명은 제3 하부 게이트 도전층(346)을 제2 하부 게이트 도전층(346)과 상부 게이트 도전층(360) 사이에 위치하는 것으로 구현하였으나, 이는 설명을 위한 예시로 이에 제한되지 않음을 주의해야 한다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제3 하부 게이트 도전층(346)을 형성하지 않을 수도 있다.Referring to FIG. 3F, a third lower gate conductive layer 346 is formed on the second lower gate conductive layer 344 to include a lower gate including a stacked structure of a conductive layer and a silicon germanium layer (Si 1 - x Ge x ). The conductive layer 350 is formed. In this case, the third lower gate conductive layer 346 is preferably a p + polycrystalline silicon layer. Meanwhile, although the present invention has been implemented as having the third lower gate conductive layer 346 positioned between the second lower gate conductive layer 346 and the upper gate conductive layer 360, the present disclosure is not limited thereto. Be careful. For example, according to another exemplary embodiment, the third lower gate conductive layer 346 may not be formed.

다음으로, 하부 게이트 도전층(350) 상부에 상부 게이트 도전층(360)과 게이트 하드 마스크층(370)을 형성한다. 이때, 상부 게이트 도전층(360)은 티타늄 질화(TiN)층, 텅스텐 질화(WN)층, 텅스텐(W)층, 티타늄(Ti)층, 코발트(Co)층, 티타늄 실리사이드(TiSix)층, 텅스텐 실리사이드(WSix)층, 코발트 실리사이드(CoSix)층 및 이들의 조합으로 이루어진 일군으로부터 선택된 어느 하나로 형성하는 것이 바람직 하다.Next, an upper gate conductive layer 360 and a gate hard mask layer 370 are formed on the lower gate conductive layer 350. In this case, the upper gate conductive layer 360 may include a titanium nitride (TiN) layer, a tungsten nitride (WN) layer, a tungsten (W) layer, a titanium (Ti) layer, a cobalt (Co) layer, a titanium silicide (TiSi x ) layer, It is preferable to form one selected from the group consisting of a tungsten silicide (WSi x ) layer, a cobalt silicide (CoSi x ) layer, and a combination thereof.

도 3g를 참조하면, 게이트 하드 마스크층(370) 상부에 감광막(미도시)을 도포한 후, 도 1의 게이트 영역(105)을 정의하는 마스크로 감광막을 노광 및 현상하여 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 다음으로, 감광막 패턴을 식각 마스크로 게이트 하드 마스크층(370), 상부 게이트 도전층(360) 및 하부 게이트 도전층(350)을 패터닝하여 게이트 구조물(380)을 형성한 후, 감광막 패턴을 제거한다. 이후, 이온 주입 공정을 수행하여 LDD 영역과 소스/드레인 영역으로 사용되는 저장 전극 접합 영역(미도시)과 비트 라인 접합 영역(미도시)을 형성한다. Referring to FIG. 3G, after the photoresist film (not shown) is applied on the gate hard mask layer 370, the photoresist film is exposed and developed with a mask defining the gate region 105 of FIG. 1 to expose the photoresist pattern (not shown). To form. Next, the gate hard mask layer 370, the upper gate conductive layer 360, and the lower gate conductive layer 350 are patterned using the photoresist pattern as an etch mask to form the gate structure 380, and then the photoresist pattern is removed. . Thereafter, an ion implantation process is performed to form a storage electrode junction region (not shown) and a bit line junction region (not shown) used as the LDD region and the source / drain region.

이후 공정은 보통의 트랜지스터 형성 공정과 같이 게이트 측벽 절연막 형성 공정, 랜딩 플러그 형성 공정, 비트 라인 콘택 및 비트 라인 형성 공정, 캐패시터 콘택 및 캐패시터 형성 공정, 금속 배선 콘택 및 금속 배선 형성 공정 등을 수행할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같은 본 발명은 바람직한 실시 예에 따라 기술되어 있으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 제한하기 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.After the process, the gate sidewall insulating film forming process, the landing plug forming process, the bit line contact and the bit line forming process, the capacitor contact and the capacitor forming process, the metal wiring contact and the metal wiring forming process can be performed like the normal transistor forming process. have. In addition, although the present invention as described above is described according to a preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not limitation.

도 4a 내지 4c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. 특히, 도 4a 내지 4c는 도 3e 내지 도 3g를 형성하기 위한 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. 핀형 활성 영역(430)을 포함한 노출된 반도체 기판(410) 상부 표면에 게이트 절연막(440)을 형성한다. 다음으로, 게이트 절연막(440) 상부에 제1 하부 게이트 도전층(442)을 형성한다. 이때, 제1 하부 게이트 도전층(442)은 p+ 다결정 실리콘층인 것이 바람직하다. 또한, 제1 하 부 게이트 도전층(442)의 두께는 1 내지 50nm인 것이 바람직하다. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present invention. In particular, FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device for forming FIGS. 3E to 3G. A gate insulating layer 440 is formed on the exposed upper surface of the semiconductor substrate 410 including the fin type active region 430. Next, a first lower gate conductive layer 442 is formed on the gate insulating layer 440. In this case, the first lower gate conductive layer 442 is preferably a p + polycrystalline silicon layer. In addition, the thickness of the first lower gate conductive layer 442 is preferably 1 to 50 nm.

이후, 제1 하부 게이트 도전층(442) 상부에 제2 하부 게이트 도전층(444)을 형성하여 핀형 활성 영역(430)을 매립한다. 이때, 제2 하부 게이트 도전층(444)은 게르마늄(Ge)을 포함한 실리콘층으로 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 제2 하부 게이트 도전층(444)은 p+ 다결정 실리콘 게르마늄(Si1 - xGex)층으로 형성하는 것이 바람직하다(단, 0<X<1). 그리고, 제2 하부 게이트 도전층(444)의 두께는 5 내지 100nm인 것이 바람직하다. 제1 하부 게이트 도전층(442)의 두께가 제2 하부 게이트 도전층(444)보다 상대적으로 작아, 제1 하부 게이트 도전층(442)과 게이트 절연막(440)의 계면에 불균일한 게르마늄(Ge) 농도 분포를 갖는다(도 3e 설명 참조).Thereafter, the second lower gate conductive layer 444 is formed on the first lower gate conductive layer 442 to fill the fin type active region 430. In this case, the second lower gate conductive layer 444 may be formed of a silicon layer including germanium (Ge). In particular, the second lower gate conductive layer 444 is preferably formed of a p + polycrystalline silicon germanium (Si 1 - x Ge x ) layer (where 0 <X <1). The thickness of the second lower gate conductive layer 444 is preferably 5 to 100 nm. The thickness of the first lower gate conductive layer 442 is relatively smaller than that of the second lower gate conductive layer 444, so that germanium (Ge) is uneven at an interface between the first lower gate conductive layer 442 and the gate insulating layer 440. Have a concentration distribution (see description of FIG. 3E).

도 4b를 참조하면, 제2 하부 게이트 도전층(444) 상부에 제3 하부 게이트 도전층(446)을 형성한 후, 제3 하부 게이트 도전층(446)을 평탄화 식각한다. 이때, 제3 하부 게이트 도전층(446)에 대한 평탄화 식각 공정은 씨엠피(CMP) 방법 또는 에치-백 방법으로 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 제3 하부 게이트 도전층(446)을 형성하여 도전층과 실리콘 게르마늄층(Si1 - xGex)의 적층 구조를 포함한 하부 게이트 도전층(450)을 형성한다. 한편, 본 발명은 제3 하부 게이트 도전층(446)을 제2 하부 게이트 도전층(446)과 상부 게이트 도전층(460) 사이에 위치하는 것으로 구현하였으나, 이는 설명을 위한 예시로 이에 제한되지 않음을 주의해야 한다. 예를 들면, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제3 하부 게이트 도전층(446)을 형성하지 않을 수도 있다.Referring to FIG. 4B, after the third lower gate conductive layer 446 is formed on the second lower gate conductive layer 444, the third lower gate conductive layer 446 is flattened and etched. In this case, the planarization etching process of the third lower gate conductive layer 446 may be performed by a CMP method or an etch-back method. In addition, the third lower gate conductive layer 446 is formed to form the lower gate conductive layer 450 including a stacked structure of the conductive layer and the silicon germanium layer (Si 1 - x Ge x ). Meanwhile, although the present invention has been implemented as having the third lower gate conductive layer 446 positioned between the second lower gate conductive layer 446 and the upper gate conductive layer 460, the present invention is not limited thereto. Be careful. For example, according to another exemplary embodiment, the third lower gate conductive layer 446 may not be formed.

다음으로, 하부 게이트 도전층(450) 상부에 상부 게이트 도전층(460)과 게이트 하드 마스크층(470)을 형성한다. 이때, 상부 게이트 도전층(460)은 티타늄 질화(TiN)층, 텅스텐 질화(WN)층, 텅스텐(W)층, 티타늄(Ti)층, 코발트(Co)층, 티타늄 실리사이드(TiSix)층, 텅스텐 실리사이드(WSix)층, 코발트 실리사이드(CoSix)층 및 이들의 조합으로 이루어진 일군으로부터 선택된 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다.Next, an upper gate conductive layer 460 and a gate hard mask layer 470 are formed on the lower gate conductive layer 450. In this case, the upper gate conductive layer 460 may include a titanium nitride (TiN) layer, a tungsten nitride (WN) layer, a tungsten (W) layer, a titanium (Ti) layer, a cobalt (Co) layer, a titanium silicide (TiSi x ) layer, It is preferable to form one selected from the group consisting of a tungsten silicide (WSi x ) layer, a cobalt silicide (CoSi x ) layer, and a combination thereof.

도 4c를 참조하면, 게이트 하드 마스크층(470) 상부에 감광막(미도시)을 도포한 후, 도 1의 게이트 영역(105)을 정의하는 마스크로 감광막을 노광 및 현상하여 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 다음으로, 감광막 패턴을 식각 마스크로 게이트 하드 마스크층(470), 상부 게이트 도전층(460) 및 하부 게이트 도전층(450)을 패터닝하여 게이트 구조물(480)을 형성한 후, 감광막 패턴을 제거한다. 이후, 이온 주입 공정을 수행하여 LDD 영역과 소스/드레인 영역으로 사용되는 저장 전극 접합 영역(미도시)과 비트 라인 접합 영역(미도시)을 형성한다. 한편, 상술한 바와 같은 본 발명은 바람직한 실시 예에 따라 기술되어 있으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 제한하기 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.Referring to FIG. 4C, after the photoresist film (not shown) is applied on the gate hard mask layer 470, the photoresist film is exposed and developed with a mask defining the gate region 105 of FIG. 1 to expose the photoresist pattern (not shown). To form. Next, the gate hard mask layer 470, the upper gate conductive layer 460, and the lower gate conductive layer 450 are patterned using the photoresist pattern as an etch mask to form the gate structure 480, and then the photoresist pattern is removed. . Thereafter, an ion implantation process is performed to form a storage electrode junction region (not shown) and a bit line junction region (not shown) used as the LDD region and the source / drain region. On the other hand, the present invention as described above is described in accordance with a preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not limitation.

도 5은 p+ 다결정 실리콘 게르마늄(Si1 - xGex)층에서 게르마늄 농도(X)에 따른 p+ 다결정 실리콘층과의 일함수 차이를 나타내는 실험도이며, "IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, Vol. 47, No. 4, April, 2000, pp 848-855"을 인용하였다. 게르마늄(Ge) 분자 농도(X) 0일 경우(즉, X=0)는 p+ 다결정 실리콘 게르마늄(Si1 - xGex)층이 p+ 다결정 실리콘층인 경우로 p+ 다결정 실리콘층과의 일함수 차가 없으며, 게르마늄 농도(X)가 증가함에 따라 그 차가 커지는 것을 볼 수 있다.FIG. 5 is an experimental diagram illustrating a work function difference between a p + polycrystalline silicon layer according to germanium concentration (X) in a p + polycrystalline silicon germanium (Si 1 - x Ge x ) layer, and “IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, Vol. 47, No. 4, April, 2000, pp 848-855 ". If the germanium (Ge) molecular concentration (X) is zero (i.e., X = 0), the p + polycrystalline silicon germanium (Si 1 -x Ge x ) layer is a p + polycrystalline silicon layer and the work function difference from the p + polycrystalline silicon layer is different. No difference can be seen as the germanium concentration (X) increases.

아울러 상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, the preferred embodiment of the present invention as described above is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be possible to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are as follows It should be regarded as belonging to the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 레이아웃.1 is a layout of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present disclosure.

도 3a 내지 3g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도들.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4a 내지 4c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도들.4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with another embodiment of the present invention.

도 5는 p+ 다결정 실리콘 게르마늄(Si1 - xGex)층에서 게르마늄 농도(X)에 따라 p+ 다결정 실리콘층과의 일함수 차이를 나타내는 실험도.5 is an experimental diagram showing the difference in work function with the p + polycrystalline silicon layer in accordance with the germanium concentration (X) in the p + polycrystalline silicon germanium (Si 1 - x Ge x ) layer.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101: 활성 영역 103: 리세스 게이트 영역101: active region 103: recess gate region

105: 게이트 영역 120: 소자 분리 영역105: gate region 120: device isolation region

230: 핀형 활성 영역 230a: 핀형 활성 영역의 측면230: finned active region 230a: side of finned active region

230b: 핀형 활성 영역의 상부 240: 게이트 절연막230b: upper part 240 of a fin type active region 240: gate insulating film

242: 제1 하부 게이트 전극 244: 제2 하부 게이트 전극242: first lower gate electrode 244: second lower gate electrode

246: 제3 하부 게이트 전극 250: 하부 게이트 전극246: third lower gate electrode 250: lower gate electrode

260: 상부 게이트 전극 270: 게이트 하드 마스크층260: upper gate electrode 270: gate hard mask layer

280: 게이트 구조물 310: 반도체 기판280: gate structure 310: semiconductor substrate

312: 패드 산화막 314: 패드 질화막312: pad oxide film 314: pad nitride film

320: 소자 분리 구조 322: 제1 산화막320: device isolation structure 322: first oxide film

324: 하드 마스크층 326: 감광막 패턴324: Hard mask layer 326: Photosensitive film pattern

330: 핀형 활성 영역 330a: 핀형 활성 영역의 측면330: finned active region 330a: side of finned active region

330b: 핀형 활성 영역의 상부 332: 리세스330b: upper portion 332 of the finned active region: recess

340: 게이트 절연막 342: 제1 하부 게이트 도전층340: gate insulating film 342: first lower gate conductive layer

344: 제2 하부 게이트 도전층 346: 제3 하부 게이트 도전층344: second lower gate conductive layer 346: third lower gate conductive layer

350: 하부 게이트 도전층 360: 상부 게이트 도전층350: lower gate conductive layer 360: upper gate conductive layer

370: 게이트 하드 마스크층 380: 게이트 구조물370: gate hard mask layer 380: gate structure

410: 반도체 기판 430: 핀형 활성 영역410: semiconductor substrate 430: fin type active region

440: 게이트 절연막 442: 제1 하부 게이트 도전층440: gate insulating layer 442: first lower gate conductive layer

444: 제2 하부 게이트 도전층 446: 제3 하부 게이트 도전층444: second lower gate conductive layer 446: third lower gate conductive layer

450: 하부 게이트 도전층 460: 상부 게이트 도전층450: lower gate conductive layer 460: upper gate conductive layer

470: 게이트 하드 마스크층 480: 게이트 구조물470: gate hard mask layer 480: gate structure

Claims (18)

소자 분리 구조를 포함한 반도체 기판에 정의된 핀형 활성 영역; 및A fin type active region defined in a semiconductor substrate including a device isolation structure; And 상기 핀형 활성 영역 상에 형성되며, 게르마늄(Germanium: Ge) 농도 차이를 갖는 도전층과 실리콘 게르마늄층(Si1 - xGex)의 적층 구조를 포함한 게이트 전극을 포함하는 반도체 소자(단, 0<X<1, X는 게르마늄 농도).A semiconductor device formed on the fin active region and including a gate electrode including a stacked structure of a conductive layer having a germanium (Ge) concentration difference and a silicon germanium layer (Si 1 - x Ge x ), provided that 0 < X <1, X is germanium concentration). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 핀형 활성 영역의 측면은 상기 핀형 활성 영역의 상부보다 게르마늄 농도가 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And a side surface of the fin type active region has a greater germanium concentration than an upper portion of the fin type active region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 게이트 전극은 상부 게이트 전극과 하부 게이트 전극을 포함하되, 상기 하부 게이트 전극은 p+ 다결정 실리콘층과 p+ 다결정 실리콘 게르마늄층의 적층 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The gate electrode may include an upper gate electrode and a lower gate electrode, and the lower gate electrode may include a stacked structure of a p + polycrystalline silicon layer and a p + polycrystalline silicon germanium layer. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 하부 게이트 전극은 제1 p+ 다결정 실리콘층, p+ 다결정 실리콘 게르마늄층(Si1 - xGex) 및 제2 p+ 다결정 실리콘층의 적층 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The lower gate electrode may include a stacked structure of a first p + polycrystalline silicon layer, a p + polycrystalline silicon germanium layer (Si 1 - x Ge x ), and a second p + polycrystalline silicon layer. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 p+ 다결정 실리콘층의 두께는 1 내지 50 nm인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The thickness of the first p + polycrystalline silicon layer is a semiconductor device, characterized in that 1 to 50 nm. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 p+ 다결정 실리콘 게르마늄층의 두께는 5 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.The first p + polycrystalline silicon germanium layer has a thickness of 5 to 100 nm, characterized in that the semiconductor device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 핀형 활성 영역에 형성된 리세스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.And a recess formed in the fin type active region. 반도체 기판에 상부가 돌출된 핀형 활성 영역을 정의하는 소자 분리 구조를 형성하는 단계;Forming a device isolation structure defining a fin-shaped active region protruding from the semiconductor substrate; 상기 핀형 활성 영역을 매립하며, 게르마늄(Germanium: Ge) 농도 차이를 갖도록 실리콘 게르마늄층(Si1 - xGex)을 포함한 게이트 구조물을 형성하는 단계를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법(단, 0<X<1, X는 게르마늄 농도).A method of manufacturing a semiconductor device, including forming a gate structure including a silicon germanium layer (Si 1 - x Ge x ) to fill the fin-type active region and have a germanium (Ge) concentration difference. X <1, X is germanium concentration). 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 핀형 활성 영역 형성 단계는The fin type active region forming step 상기 반도체 기판에 상기 소자 분리 구조를 형성하여 활성 영역을 형성하는 단계;Forming an isolation region on the semiconductor substrate to form an active region; 상기 반도체 기판 상부에 하드 마스크층을 형성하는 단계;Forming a hard mask layer on the semiconductor substrate; 상기 하드 마스크층 상부에 리세스 게이트 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계;Forming a photoresist pattern defining a recess gate region on the hard mask layer; 상기 소자 분리 구조 상부로 상기 활성 영역을 돌출하도록 상기 감광막 패턴을 식각 마스크로 상기 하드 마스크층과 상기 소자 분리 구조의 일부를 선택 식각하는 단계; 및Selectively etching the hard mask layer and a portion of the device isolation structure using the photoresist pattern as an etch mask to protrude the active region over the device isolation structure; And 상기 감광막 패턴과 상기 하드 마스크층을 제거하여 상기 핀형 활성 영역을 포함한 상기 활성 영역을 노출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And removing the photoresist pattern and the hard mask layer to expose the active region including the fin type active region. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 식각된 상기 소자 분리 구조의 깊이는 50 내지 300nm인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the depth of the etched device isolation structure is 50 to 300nm. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 선택 식각 공정 시 상기 핀형 활성 영역의 일부를 식각하여 리세스를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And forming a recess by etching a portion of the fin-type active region during the selective etching process. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 식각된 상기 핀형 활성 영역의 깊이는 D인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법(단, 0<D≤200nm).And a depth of the etched fin-type active region is D (where 0 <D ≦ 200nm). 제9항에 있어서,The method of claim 9, 노출된 상기 활성 영역에 소프트 식각 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And performing a soft etching process on the exposed active region. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 게이트 구조물 형성 단계는The gate structure forming step 상기 반도체 기판 상부에 상기 실리콘 게르마늄층(Si1 - xGex)을 포함한 하부 게이트 도전층을 형성하는 단계;Forming a lower gate conductive layer including the silicon germanium layer (Si 1 - x Ge x ) on the semiconductor substrate; 상기 하부 게이트 도전층 상부에 상부 게이트 도전층과 게이트 하드 마스크층을 형성하는 단계; 및Forming an upper gate conductive layer and a gate hard mask layer on the lower gate conductive layer; And 상기 게이트 하드 마스크층, 상기 상부 게이트 도전층 및 상기 하부 게이트 도전층을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방 법.Patterning the gate hard mask layer, the upper gate conductive layer, and the lower gate conductive layer. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 하부 게이트 도전층 형성 단계는The lower gate conductive layer forming step 상기 반도체 기판 상부에 p+ 다결정 실리콘층을 형성하는 단계; 및Forming a p + polycrystalline silicon layer on the semiconductor substrate; And 상기 p+ 다결정 실리콘층 상부에 p+ 다결정 실리콘 게르마늄층을 형성하여 상기 핀형 활성 영역을 매립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.Forming a p + polycrystalline silicon germanium layer on the p + polycrystalline silicon layer to bury the fin-type active region. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 핀형 활성 영역을 노출할 때까지 상기 p+ 다결정 실리콘층을 평탄화 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And planarizing etching the p + polycrystalline silicon layer until the fin-type active region is exposed. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 p+ 다결정 실리콘 게르마늄층 상부에 제2 p+ 다결정 실리콘층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And forming a second p + polycrystalline silicon layer on the p + polycrystalline silicon germanium layer. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 핀형 활성 영역을 포함한 상기 활성 영역 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And forming a gate insulating film over the active region including the fin type active region.
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