KR20090114110A - Method for fabricating the semiconductor device - Google Patents

Method for fabricating the semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
KR20090114110A
KR20090114110A KR1020080039895A KR20080039895A KR20090114110A KR 20090114110 A KR20090114110 A KR 20090114110A KR 1020080039895 A KR1020080039895 A KR 1020080039895A KR 20080039895 A KR20080039895 A KR 20080039895A KR 20090114110 A KR20090114110 A KR 20090114110A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spacer
pattern
silicon substrate
gate pattern
peripheral circuit
Prior art date
Application number
KR1020080039895A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이성은
Original Assignee
주식회사 하이닉스반도체
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 하이닉스반도체 filed Critical 주식회사 하이닉스반도체
Priority to KR1020080039895A priority Critical patent/KR20090114110A/en
Publication of KR20090114110A publication Critical patent/KR20090114110A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823418MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the source or drain structures, e.g. specific source or drain implants or silicided source or drain structures or raised source or drain structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823468MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the gate sidewall spacers, e.g. double spacers, particular spacer material or shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66568Lateral single gate silicon transistors
    • H01L29/66613Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation
    • H01L29/66628Lateral single gate silicon transistors with a gate recessing step, e.g. using local oxidation recessing the gate by forming single crystalline semiconductor material at the source or drain location
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7833Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's
    • H01L29/7834Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with lightly doped drain or source extension, e.g. LDD MOSFET's; DDD MOSFET's with a non-planar structure, e.g. the gate or the source or the drain being non-planar

Abstract

PURPOSE: A method for fabricating the semiconductor device is provided to prevent the thickness of a spacer from being reduced in the cleaning process. CONSTITUTION: The gate pattern(220) is formed in the silicon substrate(200) in which the element isolation film(210) is formed. The first spacer(245) is formed in the gate pattern side wall of the peripheral circuit region. The silicon substrate of the peripheral circuit region is exposed. The second spacer(225a) of the thickness which is thinner than the thickness of the first spacer in the gate pattern side wall of the cell region is formed. The silicon substrate of the cell region is exposed. The selective epitaxial growth film is formed in the exposed silicon substrate of the cell region and peripheral circuit region.

Description

반도체 소자의 제조 방법{METHOD FOR FABRICATING THE SEMICONDUCTOR DEVICE}Method for manufacturing a semiconductor device {METHOD FOR FABRICATING THE SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 엘리베이트된 소스/드레인(Elevated Source/Drain) 구조를 갖는 반도체 소자의 트랜지스터 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a transistor of a semiconductor device having an elevated source / drain structure.

반도체 소자의 고집적화가 진행됨에 따라 트랜지스터의 게이트 선폭은 감소하고 있고, 접합영역은 얕아지고 있으며, 접합영역으로의 이온주입 농도는 증가하고 있는 추세이다. As semiconductor devices become more integrated, gate line widths of transistors decrease, junction regions become shallower, and ion implantation concentrations in junction regions increase.

이러한 고집적화 추세에 상응하여, 얕은 소오스/드레인 접합 영역(Shallow source/drain junction)을 형성하기 위한 다양한 기술들이 제안되었다. In response to this trend of high integration, various techniques have been proposed for forming shallow source / drain junctions.

그 예로서, 저에너지 이온주입에 의한 접합형성 방법과, 이를 응용한 이중 이온주입 방법에 의해 채널링 효과를 억제하는 방법 등이 있다. 그러나 이러한 방법들은 0.1㎛ 이하급의 반도체 소자의 얕은 접합 형성을 위해서는 주입된 이온에 의한 결함 발생에 따른 물리적, 화학적 특성 규명이 아직 미흡한 실정이다. 또한, 접합영역이 얕아지면서 접합저항이 증가하는 문제와, 아울러, 접합영역과 금속배선 간 콘택을 위한 콘택홀 형성시 식각 손상으로 인해 소자의 신뢰성이 저하된다는 문제점이 있다. Examples thereof include a method of forming a junction by low energy ion implantation and a method of suppressing a channeling effect by a double ion implantation method using the same. However, these methods are still insufficient in identifying physical and chemical properties due to defects caused by implanted ions in order to form shallow junctions of a semiconductor device of 0.1 μm or less. In addition, there is a problem that the junction resistance increases as the junction region becomes shallow, and the reliability of the device is lowered due to etching damage when forming contact holes for contact between the junction region and the metal wiring.

따라서, 최근에는, 얕은 접합부를 형성하기 위한 방법으로서 실리콘기판 내에 이온을 주입하는 종래의 방법을 탈피하여, 선택적 에피텍셜 성장(Selective Epitaxial Growth : SEG) 방법을 이용한 엘리베이티드 소오스/드레인 (Elevated Source Drain) 구조가 제안되었다.Therefore, in recent years, as a method for forming a shallow junction, an escaped source / drain (Elevated Source Drain) using a selective epitaxial growth (SEG) method is removed from the conventional method of implanting ions into a silicon substrate. A structure has been proposed.

도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법 방법을 도시한 것이다.1A to 1E illustrate a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.

도 1a를 참조하면, 셀 영역(Ⅰ) 및 주변회로 영역(Ⅱ)의 실리콘 기판(100)을 식각한 후 매립하여 소자분리막(110)을 형성한다. Referring to FIG. 1A, the device isolation layer 110 is formed by etching and embedding the silicon substrate 100 in the cell region I and the peripheral circuit region II.

다음에, 실리콘 기판(100) 상부에 게이트 패턴(120)을 형성한다. 여기서, 게이트 패턴(120)은 폴리실리콘층(120a), 게이트 금속층(120b) 및 게이트 하드마스크(120c)의 적층구조로 형성된다. Next, the gate pattern 120 is formed on the silicon substrate 100. Here, the gate pattern 120 is formed in a stacked structure of the polysilicon layer 120a, the gate metal layer 120b, and the gate hard mask 120c.

그 다음, 게이트 패턴(120)을 포함하는 전체 표면에 질화막(125)을 증착한다. 그리고, 질화막(125) 상부에 산화막(미도시)을 더 증착한다.Next, the nitride film 125 is deposited on the entire surface including the gate pattern 120. An oxide film (not shown) is further deposited on the nitride film 125.

도 1b를 참조하면, 상기 주변회로 영역(Ⅱ)을 오픈시키는 제 1 감광막 패턴(미도시)을 형성한 후 전면 식각 공정을 수행하여 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 게이트 패턴(120) 측벽에 제 1 스페이서(125a)를 형성한다. 여기서, 제 1 스페이서(125a)는 질화막 및 산화막으로 이루어진다. 이때, 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 실리콘 기판(100)이 노출된다. Referring to FIG. 1B, after forming a first photoresist layer pattern (not shown) for opening the peripheral circuit region II, a front etching process is performed to form a first photoresist layer on the sidewall of the gate pattern 120 of the peripheral circuit region II. 1 Spacer 125a is formed. Here, the first spacer 125a is formed of a nitride film and an oxide film. In this case, the silicon substrate 100 of the peripheral circuit region II is exposed.

다음에, 상기노출된 실리콘 기판(100)에 SEG막(130)을 성장시킨다. Next, the SEG film 130 is grown on the exposed silicon substrate 100.

도 1c 및 도 1d를 참조하면, 상기 제 1 감광막 패턴(미도시)을 제거한 후 상기 셀 영역(Ⅰ) 및 주변회로 영역(Ⅱ)의 게이트 패턴(120)보다 높은 높이로 절연막(135)을 형성한다.1C and 1D, after removing the first photoresist layer pattern (not shown), an insulating layer 135 is formed at a height higher than that of the gate pattern 120 of the cell region I and the peripheral circuit region II. do.

다음에, 게이트 패턴(120) 상측의 게이트 하드마스크(120c)가 노출될때까지 평탄화 공정을 진행한다. 이로 인해, 게이트 패턴(120) 상부의 질화막(125)이 제거된다. Next, the planarization process is performed until the gate hard mask 120c on the gate pattern 120 is exposed. As a result, the nitride film 125 on the gate pattern 120 is removed.

도 1e를 참조하면, 상기 평탄화된 절연막(130) 상부에 감광막을 형성하고, 랜딩 플러그 콘택용 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 수행하여 제 2 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. Referring to FIG. 1E, a photoresist layer is formed on the planarized insulating layer 130, and a second photoresist layer pattern (not shown) is formed by performing exposure and development processes using a landing plug contact mask.

다음에, 상기 제 2 감광막 패턴(미도시)을 마스크로 상기 셀 영역(Ⅰ)의 게이트 패턴(120)과 이웃한 게이트 패턴(120) 사이의 절연막(130)을 식각하여 랜딩 플러그 콘택홀(137)을 형성한다. Next, the insulating layer 130 between the gate pattern 120 of the cell region I and the neighboring gate pattern 120 is etched using the second photoresist pattern (not shown) as a mask to make the landing plug contact hole 137. ).

이때, 게이트 패턴(120) 측벽의 질화막(125)은 식각되지 않고, 제 2 스페이서(125b)가 되며, 게이트 패턴(120)과 이웃한 게이트 패턴(120) 사이의 실리콘 기판(100) 상부에 형성된 질화막(125)은 완전히 제거되어 상기 셀 영역(Ⅰ)의 실리콘 기판(100)이 노출된다. In this case, the nitride film 125 on the sidewall of the gate pattern 120 is not etched to become the second spacer 125b and is formed on the silicon substrate 100 between the gate pattern 120 and the neighboring gate pattern 120. The nitride film 125 is completely removed to expose the silicon substrate 100 of the cell region I.

그 다음, 상기 제 2 감광막 패턴(미도시)을 제거한다. Next, the second photoresist pattern (not shown) is removed.

다음에, 상기 셀 영역(Ⅰ)의 상기 노출된 실리콘 기판(100) 상부에 SEG막(140)을 성장시킨다. Next, a SEG film 140 is grown on the exposed silicon substrate 100 in the cell region I.

상술한 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법에서, 셀 영역 및 주변회로 영역에서 실리콘 표면이 노출되는 단계가 다르므로, 상기 셀 영역 및 주변회로 영역에서 동시에 SEG막을 성장시키지 못하는 문제가 있다. In the above-described method for manufacturing a semiconductor device according to the related art, since the steps of exposing the silicon surface in the cell region and the peripheral circuit region are different, there is a problem that the SEG film cannot be grown simultaneously in the cell region and the peripheral circuit region.

따라서, 상기 SEG막의 성장 공정을 두 번에 걸쳐 진행하면, 800℃이상의 공정도 두 번 거쳐야 하므로, 열에 의해 소자 특성이 열화되며, 장비 투자 면에서도 두 배의 투자를 해야하는 문제점이 있다.Therefore, when the growth process of the SEG film is carried out twice, since the process of 800 ° C. or more must be performed twice, the device characteristics are deteriorated by heat, and there is a problem of doubling the investment in terms of equipment investment.

또한, 상기 SEG막을 성장시키기 전에 클리닝 공정을 수행하는데, 상기 클리닝 공정 시 스페이서로 사용되는 산화막이 제거되어, 상기 SEG막이 성장하는데 방해가 되며, 상기 스페이서가 얇아지는 문제점이 있다. In addition, a cleaning process is performed before the SEG film is grown, and an oxide film used as a spacer is removed during the cleaning process, thereby preventing the SEG film from growing and thinning the spacer.

본 발명은 고온에서 수행되는 SEG막 성장 공정을 한번만 진행하여 열적 효과에 의한 소자의 열화 및 장비 투자를 감소시킬 수 있다. 그리고, 셀 영역의 랜딩 플러그 콘택(Landing Plug Contact) 오픈 마진(Open Margin)을 확보하면서, 주변회로 영역의 게이트 패턴 측벽 스페이서를 충분히 두껍게 해주어, 숏 채널 마진(Short Channel Margin)을 확보할 수 있다. 또한, 상기 스페이서를 질화막만 사용하여 형성함으로써, SEG막 형성 전의 세정 공정(Cleaning Process) 이후에 상기 스페이서의 두께가 감소되는 현상을 방지하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. According to the present invention, the SEG film growth process performed at a high temperature may be performed only once to reduce deterioration of devices and equipment investment due to thermal effects. In addition, while securing a landing plug contact open margin of the cell region, the gate pattern sidewall spacer of the peripheral circuit region may be sufficiently thick to secure a short channel margin. In addition, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which prevents a phenomenon that the thickness of the spacer is reduced after a cleaning process before forming the SEG film by forming the spacer using only the nitride film.

본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 Method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention

소자분리막이 형성된 실리콘 기판 상부에 게이트 패턴을 형성하는 단계와,Forming a gate pattern on the silicon substrate on which the device isolation layer is formed;

주변회로 영역의 상기 게이트 패턴 측벽에 제 1 스페이서를 형성하고, 상기 주변회로 영역의 상기 실리콘 기판을 노출시키는 단계와,Forming a first spacer on sidewalls of the gate pattern of the peripheral circuit region, and exposing the silicon substrate of the peripheral circuit region;

셀 영역의 상기 게이트 패턴 측벽에 상기 제 1 스페이서의 두께보다 얇은 두께의 제 2 스페이서를 형성하고, 상기 셀 영역의 상기 실리콘 기판을 노출시키는 단계와,Forming a second spacer on the sidewall of the gate pattern of the cell region, the second spacer having a thickness thinner than the thickness of the first spacer, and exposing the silicon substrate of the cell region;

상기 셀 영역 및 상기 주변회로 영역의 상기 노출된 실리콘 기판에 SEG막을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, Growing an SEG film on the exposed silicon substrate in the cell region and the peripheral circuit region,

상기 제 1 스페이서 및 상기 제 2 스페이서는 질화막으로 형성하는 것과, The first spacer and the second spacer is formed of a nitride film,

상기 제 1 스페이서를 형성하는 단계는Forming the first spacer

상기 게이트 패턴 표면에 제 1 질화막을 형성하는 단계와,Forming a first nitride film on the gate pattern surface;

상기 셀 영역 상부에 절연막 패턴을 형성하는 단계와,Forming an insulating film pattern on the cell region;

상기 절연막 패턴 표면 및 상기 주변회로 영역의 제 1 질화막 표면에 제 2 질화막을 형성하는 단계와,Forming a second nitride film on the insulating film pattern surface and the first nitride film surface of the peripheral circuit region;

전면 식각으로 상기 제 1 질화막 및 제 2 질화막을 식각하는 단계를 더 포함하는 것과,Etching the first nitride film and the second nitride film by full etching;

상기 절연막 패턴의 높이는 상기 게이트 패턴의 높이보다 높게 형성하는 것과, Forming a height of the insulating layer pattern higher than that of the gate pattern;

상기 절연막 패턴 및 상기 제 1 스페이서가 형성된 상기 게이트 패턴 표면에 산화막을 증착하는 단계를 더 포함하는 것과, Depositing an oxide film on a surface of the gate pattern on which the insulating film pattern and the first spacer are formed;

상기 제 2 스페이서를 형성하는 단계는 Forming the second spacer

상기 절연막 패턴을 제거한 후 전면 식각으로 상기 제 1 질화막을 식각하여 형성하는 것과, Etching the first nitride layer by etching the entire surface after removing the insulating layer pattern;

상기 절연막 패턴은 딥 아웃(Dip-out)공정을 수행하여 제거하는 것과, Removing the insulating layer pattern by performing a dip-out process;

상기 셀 영역의 상기 실리콘 기판을 노출시킨 후 세정 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. And performing a cleaning process after exposing the silicon substrate in the cell region.

본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법은 고온에서 수행되는 SEG막 성장 공정을 한번만 진행하여 열적 효과에 의한 소자의 열화 및 장비 투자를 감소시킬 수 있다. 그리고, 셀 영역의 랜딩 플러그 콘택(Landing Plug Contact) 오픈 마진(Open Margin)을 확보하면서, 주변회로 영역의 게이트 패턴 측벽 스페이서를 충분히 두껍게 해주어, 숏 채널 마진(Short Channel Margin)을 확보할 수 있다. 또한, 상기 스페이서를 질화막만 사용하여 형성함으로써, SEG막 형성 전의 세정 공정(Cleaning Process) 이후에 상기 스페이서의 두께가 감소되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the SEG film growth process performed at a high temperature may be performed only once to reduce deterioration of the device and equipment investment due to thermal effects. In addition, while securing a landing plug contact open margin of the cell region, the gate pattern sidewall spacer of the peripheral circuit region may be sufficiently thick to secure a short channel margin. In addition, by forming the spacer using only the nitride film, there is an effect that can prevent the phenomenon that the thickness of the spacer is reduced after the cleaning process (Cleaning Process) before forming the SEG film.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 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, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.

이하에서는 본 발명의 실시예를 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 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도이다. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 셀 영역(Ⅰ) 및 주변회로 영역(Ⅱ)으로 구성된 실리콘 기판(200)을 식각하여 활성영역을 정의하는 소자분리용 트렌치(미도시)를 형성하고, 상기 소자분리용 트렌치(미도시)를 포함하는 실리콘 기판(200) 전체 상부에 산화막을 형성한다. Referring to FIG. 2A, the silicon substrate 200 including the cell region I and the peripheral circuit region II is etched to form a device isolation trench (not shown) defining an active region, and the device isolation trench. An oxide film is formed over the entire silicon substrate 200 including (not shown).

다음에, 평탄화 공정으로 상기 소자분리용 트렌치(미도시)를 매립하여 소자분리막(210)을 형성한다.Next, a device isolation film 210 is formed by filling the device isolation trench (not shown) by a planarization process.

다음에, 실리콘 기판(200) 상부에 게이트 폴리실리콘층(220a), 게이트 금속층(220b) 및 게이트 하드마스크층(220c)의 적층구조를 형성한다. 여기서, 게이트 금속층(220b)은 텅스텐으로 형성하는 것이 바람직하다.Next, a stacked structure of the gate polysilicon layer 220a, the gate metal layer 220b, and the gate hard mask layer 220c is formed on the silicon substrate 200. Here, the gate metal layer 220b is preferably formed of tungsten.

그 다음, 상기 적층구조를 패터닝하여 게이트 패턴(220)을 형성한다. 이때, 상기 셀 영역(Ⅰ)은 복수개의 게이트 패턴(220)이 형성되고, 상기 주변회로 영역(Ⅱ)에는 하나의 게이트 패턴(220)이 형성된다. Next, the stacked structure is patterned to form a gate pattern 220. In this case, a plurality of gate patterns 220 are formed in the cell region I, and one gate pattern 220 is formed in the peripheral circuit region II.

그리고, 게이트 패턴(220)을 포함하는 실리콘 기판(200) 전체 표면에 제 1 질화막(225)을 증착한다. The first nitride film 225 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 200 including the gate pattern 220.

도 2b를 참조하면, 실리콘 기판(200) 상부에 절연막(230)을 형성한다. 이때, 절연막(230)은 게이트 패턴(220)의 높이보다 높게 형성하여 상기 셀 영역(Ⅰ)의 게이트 패턴(220)이 보호 가능하도록 한다. Referring to FIG. 2B, an insulating film 230 is formed on the silicon substrate 200. In this case, the insulating layer 230 is formed to be higher than the height of the gate pattern 220 so that the gate pattern 220 of the cell region I may be protected.

여기서, 절연막(230)은 산화막으로 형성하는 것이 바람직하다.Here, the insulating film 230 is preferably formed of an oxide film.

도 2c를 참조하면, 절연막(230) 상부에 감광막(미도시)을 형성하고, 상기 주변회로 영역(Ⅱ)을 오픈시키는 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 진행하여 상기 셀 영역(Ⅰ)의 절연막(230) 상부에 제 1 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. Referring to FIG. 2C, an insulating film of the cell region I may be formed by forming a photoresist film (not shown) on the insulating film 230 and performing an exposure and development process using a mask that opens the peripheral circuit region II. 230, a first photoresist pattern (not shown) is formed on the upper portion.

다음에, 상기 제 1 감광막 패턴(미도시)을 마스크로 딥 아웃(Dip-Out) 공정을 진행하여, 상기 주변 회로 영역(Ⅱ) 상의 절연막(230)을 제거한다. 여기서, 상기 셀 영역(Ⅰ) 상에 남겨진 절연막(230)을 절연막 패턴(230a)으로 정의한다. Next, a dip-out process is performed using the first photoresist pattern (not shown) as a mask to remove the insulating layer 230 on the peripheral circuit region II. Here, the insulating film 230 remaining on the cell region I is defined as the insulating film pattern 230a.

그 다음, 상기 제 1 감광막 패턴(미도시)을 제거한다.Next, the first photoresist pattern (not shown) is removed.

그 다음, 절연막 패턴(230a) 및 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 게이트 패턴(220) 표면에 제 2 질화막(235)을 증착한다. 여기서, 상기 주변회로영역(Ⅱ)의 게이트 패턴(220)은 제 1 질화막(225)이 증착되어 있는 상태에서 제 2 질화막(235)이 증착되므로, 상기 셀 영역(Ⅰ)의 게이트 패턴(220) 표면에 형성된 질화막보다 그 두께가 두껍게 된다. Next, a second nitride film 235 is deposited on the insulating film pattern 230a and the gate pattern 220 of the peripheral circuit region II. In the gate pattern 220 of the peripheral circuit region II, since the second nitride layer 235 is deposited while the first nitride layer 225 is deposited, the gate pattern 220 of the cell region I is formed. The thickness becomes thicker than the nitride film formed on the surface.

도 2d를 참조하면, 전면 식각(Etch Back Process)을 진행한다. Referring to FIG. 2D, an etching back process is performed.

상기 전면 식각에 의해 절연막 패턴(230a) 표면의 제 2 질화막(235)이 제거된다. 그리고, 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 게이트 패턴(120) 측벽에 제 1 질화막(225) 및 제 2 질화막(235)으로 구성된 제 1 스페이서(245)가 형성된다. The second nitride layer 235 on the surface of the insulating layer pattern 230a is removed by the entire surface etching. The first spacer 245 including the first nitride film 225 and the second nitride film 235 is formed on the sidewall of the gate pattern 120 of the peripheral circuit region II.

여기서, 상기 셀 영역(Ⅰ)은 절연막 패턴(230a)으로 덮여 있으므로, 상기 셀 영역(Ⅰ)의 게이트 패턴(220) 측벽에는 제 2 질화막(235)이 증착되지 않게 된다. 따라서, 상기 셀 영역(Ⅰ)의 랜딩 플러그 콘택(Landing Plug Contact) 영역의 면적을 확보하면서, 상기 주변회로 영역(Ⅱ) 게이트 패턴(220)의 제 1 스페이서(245)의 두께를 증가시켜 숏 채널 마진(Short Channel Margin)을 확보할 수 있다. Here, since the cell region I is covered with the insulating layer pattern 230a, the second nitride layer 235 is not deposited on the sidewall of the gate pattern 220 of the cell region I. Accordingly, the short channel is increased by increasing the thickness of the first spacer 245 of the gate pattern 220 of the peripheral circuit region II while securing an area of a landing plug contact region of the cell region I. A short channel margin can be obtained.

또한, 제 1 스페이서(245)가 질화막으로만 이루어져 있으므로, 후속 세정 공정 시 제 1 스페이서(245)의 두께가 얇아지는 현상을 방지할 수 있다. In addition, since the first spacer 245 is made of only a nitride film, the thickness of the first spacer 245 may be prevented in a subsequent cleaning process.

이때, 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 게이트 패턴(220) 측벽에 제 1 스페이서(245)가 형성되면서 실리콘 기판(200)이 노출된다.In this case, the first spacer 245 is formed on the sidewall of the gate pattern 220 of the peripheral circuit region II to expose the silicon substrate 200.

그 다음, 절연막 패턴(230a) 및 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 게이트 패턴(220) 을 포함하는 전체 표면에 산화막(250)을 증착한다. 여기서, 산화막(250)은 후속으로 상기 셀 영역(Ⅰ)을 오픈시키는 감광막 패턴 시 상기 감광막 패턴이 상기 주변회로영역(Ⅱ)에 노출된 실리콘 기판(200)과 직접적으로 접촉하게 되므로, 실리콘 기판(200)을 보호하기 위해 형성하는 것이 바람직하다.Next, an oxide film 250 is deposited on the entire surface including the insulating film pattern 230a and the gate pattern 220 of the peripheral circuit region II. Here, since the oxide film 250 is in direct contact with the silicon substrate 200 exposed to the peripheral circuit region II when the photoresist pattern subsequently opens the cell region I, the silicon substrate ( It is preferable to form to protect the 200).

도 2e를 참조하면, 산화막(250) 증착된 절연막 패턴(230a) 및 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 게이트 패턴(220) 상부에 감광막을 형성하고, 상기 셀 영역(Ⅰ)을 오픈시키는 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 셀 영역(Ⅰ)을 오픈시키는 제 2 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 여기서, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 주변회로 영역(Ⅱ)을 오픈시키는 상기 제 1 감광막 패턴(미도시)과 상기 셀 영역(Ⅰ)을 오픈시키는 상기 제 2 감광막 패턴(미도시) 사이가 이격되어 형성되는 경우, 하부의 소자분리막(210)이 두 번의 딥 아웃에 의해 손상되는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 셀 영역(Ⅰ)을 오픈시키는 마스크는 상기 '도 2a'의 상기 주변회로 영역(Ⅱ)을 오픈시키는 마스크와 오버랩되도록 진행할 수도 있다. Referring to FIG. 2E, a mask is formed on the insulating layer pattern 230a deposited on the oxide layer 250 and the photoresist layer on the gate pattern 220 of the peripheral circuit region II, and opens the cell region I. An exposure and development process is performed to form a second photoresist pattern (not shown) that opens the cell region (I). Although not shown in the drawings, a space is separated between the first photoresist pattern (not shown) for opening the peripheral circuit region (II) and the second photoresist pattern (not shown) for opening the cell region (I). In this case, since the lower device isolation layer 210 may be damaged by two dip outs, the mask for opening the cell region I may be the peripheral circuit region II of FIG. 2A. You can also proceed to overlap the mask that opens.

다음에, 상기 제 2 감광막 패턴(미도시)을 마스크로 하는 딥 아웃(Dip-Out) 공정을 진행하여 상기 셀 영역(Ⅰ)의 절연막 패턴(230a)을 제거한다. 이때, 상기 딥 아웃 공정 시 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 실리콘 기판(200) 보호하기 위해 형성된 산화막(250)도 같이 제거된다.Next, a dip-out process using the second photoresist pattern (not shown) as a mask is performed to remove the insulating layer pattern 230a of the cell region I. In this case, the oxide film 250 formed to protect the silicon substrate 200 of the peripheral circuit region II is also removed during the dip out process.

다음에, 전면 식각 공정을 진행하여, 상기 셀 영역(Ⅰ)의 게이트 패턴(220) 측벽에 제 1 질화막(225)로 이루어진 제 2 스페이서(225a)를 형성한다. 이로 인해, 게이트 패턴(220)과 이웃한 게이트 패턴(220) 사이의 실리콘 기판(200)이 노출된 다.Next, an entire surface etching process is performed to form a second spacer 225a formed of the first nitride layer 225 on the sidewall of the gate pattern 220 of the cell region (I). As a result, the silicon substrate 200 between the gate pattern 220 and the neighboring gate pattern 220 is exposed.

그 다음에, 상기 제 2 감광막 패턴(미도시)을 제거하여, 상기 셀 영역(Ⅰ) 및 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 실리콘 기판(200)을 노출시킨다. 여기서, 상기 셀 영역(Ⅰ)의 게이트 패턴(220)과 이웃한 게이트 패턴(220) 사이에 실리콘 기판(200)이 노출되고, 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 게이트 패턴(220) 양측에 실리콘 기판(200)이 노출된다.Next, the second photoresist layer pattern (not shown) is removed to expose the silicon substrate 200 in the cell region I and the peripheral circuit region II. Here, the silicon substrate 200 is exposed between the gate pattern 220 of the cell region I and the neighboring gate pattern 220, and the silicon substrate is disposed on both sides of the gate pattern 220 of the peripheral circuit region II. 200 is exposed.

도 2f를 참조하면, 세정 공정(Pre Cleaning Process)을 진행한 후 상기 노출된 실리콘 기판(200)의 실리콘층을 성장시켜 SEG(Selective Epitaxial Growth)막(260)을 형성한다. 여기서, 상기 셀 영역(Ⅰ) 및 상기 주변회로 영역(Ⅱ)의 실리콘 기판(200)이 동시에 노출되므로, SEG막(260)을 성장시키는 공정을 한번에 진행할 수 있다. Referring to FIG. 2F, after a pre-cleaning process, a silicon layer of the exposed silicon substrate 200 is grown to form a selective epitaxial growth (SEG) layer 260. Here, since the silicon substrate 200 of the cell region I and the peripheral circuit region II are simultaneously exposed, the process of growing the SEG film 260 may be performed at once.

따라서, SEG막(260)을 성장시키면서 진행되는 고온의 열 공정에 의한 열적 손상을 방지하고, 장비의 투자를 감소시킬 수 있다.Therefore, it is possible to prevent thermal damage by the high temperature thermal process that is performed while growing the SEG film 260, and to reduce the investment of equipment.

도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도들.1A to 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to the prior art.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조 방법을 도시한 단면도들.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>

200 : 실리콘 기판 210 : 소자 분리막200: silicon substrate 210: device isolation film

220 : 게이트 패턴 225 : 제 1 질화막220: gate pattern 225: first nitride film

225a : 제 2 스페이서 230 : 절연막225a: second spacer 230: insulating film

230a : 절연막 패턴 245 : 제 1 스페이서230a: insulating film pattern 245: first spacer

250 : 산화막 260 : SEG막 250: oxide film 260: SEG film

Claims (8)

소자분리막이 형성된 실리콘 기판 상부에 게이트 패턴을 형성하는 단계;Forming a gate pattern on the silicon substrate on which the device isolation layer is formed; 주변회로 영역의 상기 게이트 패턴 측벽에 제 1 스페이서를 형성하고, 상기 주변회로 영역의 상기 실리콘 기판을 노출시키는 단계;Forming a first spacer on sidewalls of the gate pattern of the peripheral circuit area and exposing the silicon substrate of the peripheral circuit area; 셀 영역의 상기 게이트 패턴 측벽에 상기 제 1 스페이서의 두께보다 얇은 두께의 제 2 스페이서를 형성하고, 상기 셀 영역의 상기 실리콘 기판을 노출시키는 단계; 및Forming a second spacer on the sidewall of the gate pattern of the cell region, the second spacer having a thickness thinner than the thickness of the first spacer, and exposing the silicon substrate of the cell region; And 상기 셀 영역 및 상기 주변회로 영역의 상기 노출된 실리콘 기판에 SEG막을 성장시키는 단계Growing an SEG film on the exposed silicon substrate in the cell region and the peripheral circuit region; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.Method of manufacturing a semiconductor device comprising a. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 1 스페이서 및 상기 제 2 스페이서는 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And the first spacer and the second spacer are formed of a nitride film. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 1 스페이서를 형성하는 단계는Forming the first spacer 상기 게이트 패턴 표면에 제 1 질화막을 형성하는 단계;Forming a first nitride film on the gate pattern surface; 상기 셀 영역 상부에 절연막 패턴을 형성하는 단계;Forming an insulating film pattern on the cell region; 상기 절연막 패턴 표면 및 상기 주변회로 영역의 제 1 질화막 표면에 제 2 질화막을 형성하는 단계; 및Forming a second nitride film on the insulating film pattern surface and the first nitride film surface of the peripheral circuit region; And 전면 식각으로 상기 제 1 질화막 및 제 2 질화막을 식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And etching the first nitride film and the second nitride film by etching the entire surface. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 절연막 패턴의 높이는 상기 게이트 패턴의 높이보다 높게 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.The height of the insulating film pattern is formed higher than the height of the gate pattern manufacturing method of a semiconductor device. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 절연막 패턴 및 상기 제 1 스페이서가 형성된 상기 게이트 패턴 표면에 산화막을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And depositing an oxide film on a surface of the gate pattern having the insulating layer pattern and the first spacer formed thereon. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 제 2 스페이서를 형성하는 단계는 Forming the second spacer 상기 절연막 패턴을 제거한 후 전면 식각으로 상기 제 1 질화막을 식각하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And removing the insulating layer pattern to form the first nitride layer by etching the entire surface. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, wherein 상기 절연막 패턴은 딥 아웃(Dip-out)공정을 수행하여 제거하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And removing the insulating film pattern by performing a dip-out process. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 셀 영역의 상기 실리콘 기판을 노출시킨 후 세정 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법.And performing a cleaning process after exposing the silicon substrate in the cell region.
KR1020080039895A 2008-04-29 2008-04-29 Method for fabricating the semiconductor device KR20090114110A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080039895A KR20090114110A (en) 2008-04-29 2008-04-29 Method for fabricating the semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080039895A KR20090114110A (en) 2008-04-29 2008-04-29 Method for fabricating the semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090114110A true KR20090114110A (en) 2009-11-03

Family

ID=41555381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080039895A KR20090114110A (en) 2008-04-29 2008-04-29 Method for fabricating the semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090114110A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4936699B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100372103B1 (en) Device Separation Method of Semiconductor Devices
KR100806038B1 (en) Method for fabricating contact hole of semiconductor device
KR100731096B1 (en) A semiconductor device and a method for fabricating the same
US7718505B2 (en) Method of forming a semiconductor structure comprising insulating layers with different thicknesses
JP2007027348A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
KR20100008229A (en) Method for fabricating semiconductor device with recess gate
KR0161432B1 (en) Manufacture of transistor
KR100559572B1 (en) Method for fabricating semiconductor device having salicide
KR20090114110A (en) Method for fabricating the semiconductor device
KR100574487B1 (en) Method for forming the MOS transistor in semiconductor device
KR100905463B1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
KR20080029266A (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100486120B1 (en) Method for forming of mos transistor
KR100713927B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR100271661B1 (en) Method for fabricating semiconductor device
KR100266028B1 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
US6855993B2 (en) Semiconductor devices and methods for fabricating the same
KR100532967B1 (en) Method of manufacturing bit line of semiconductor device
KR20000043906A (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100613346B1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR101030298B1 (en) Method for manufacturing a stack gate type flash memory device
KR20020058512A (en) Method for fabricating semiconductor device
KR20110008477A (en) Method of manufacturing semiconductor device
KR20090067439A (en) Merhod of manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination