KR920010316B1 - 반도체장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

반도체장치의 제조방법
제1도는 본 발명의 1실시예에 따른 반도체장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.
제2도는 종래의 반도체장치를 나타낸 단면도.
제3도는 종래의 반도체장치의 제조방법을 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 반도체기판 12 : n웰영역
13 : 필드산화막 14 : 게이트산화막
15,17a,17b : 다결정실리콘막 16,18,19,20 : SiO2막
21,22 : 소오스, 드레인영역
[산업상의 이용분야]
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 MOS형 FET(전계효과트랜지스터)에 사용되는 반도체장치의 제조방법에 관한 것이다.
[종래의 기술 및 그 문제점]
종래, MOSFET를 응용하는 소자로서 예컨대 CMOS형의 소자가 있는데, 이는 제2도에 도시된 바와 같이 p채널형 및 n채널형의 2가지 형태의 MOSFET를 조합해서 회로를 구성하는 것이다. 제2도는 이러한 CMOS형 구조를 도시해 놓은 것으로, 제2도에 있어서, 참조부호 1은 p형 반도체기판, 2는 n형 확산층(n웰영역), 3은 소자분리영역인 SiO2막, 4는 게이트절연막인 열산화막, 5a 및 5b는 게이트전극, 6은 소오스, 드레인영역을 각각 나타낸다. 통상, 이들 MOSFET의 게이트전극(5a,5b)으로는 인(P) 또는 비소(As)를 불순물로 함유하고 있는 n형 다결정실리콘이 사용되고 있지만, 게이트전극(5a,5b)의 크기(게이트폭)가 1㎛ 이하로 미세화되면, 그에 따라 발생되는 쇼트채널효과를 방지하기 위해 붕소(B)가 불순물로서 함유된 p형 다결정실리콘을 p채널형 MOSFET의 게이트전극(5a)으로 사용할 필요가 생긴다. 즉, p채널형 MOSFET에는 p형 게이트전극(5a)이, n채널형 MOSFET에는 n형 게이트전극(5b)이 각각 사용되어야만 한다.
다음으로, 상기한 CMOS형 소자의 제조공정을 제3a도 내지 제3e를 참조해서 설명한다. 제3도에 있어서, 상기 제2도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 부여하였다.
우선, P형 반도체기판(1)에 n형 확산층(2)을 형성시킨다.
[제3a도 참조]
이어, 소자분리영역으로서 SiO2막(3)을 형성시킨다[제3b도 참조].
이어, 게이트절연막으로 작용하는 열산화막(4)을 형성시키고, 그 위에 게이트전극으로 되는 다결정실리콘막(5)을 형성시킨다[제3c도 참조]
이어, n채널형 MOSFET를 제작할 영역을 레지스트패턴(7)으로 피복하고 p채널형 MOSFET를 제작할 영역의 다결정실리콘막(5)에 붕소를 이온주입한다. 마찬가지로 해서 n채널형 MOSFET를 제작할 영역의 다결정실리콘막(5)에는 비소를 이온주입한다[제3d도 참조].
이어, 다결정실리콘막(5)상에 SiO2(8)을 CVD법으로 형성시킨 후, 게이트전극(5a,5b)을 패터닝한다.
또, n채널형 MOSFET를 제작할 영역을 레지스트(9)로 피복한 후, 자기정합적으로 p채널형 MOSFET에 붕소를 이온주입하고 어닐링을 행해서 소오스, 드레인영역을 형성시킨다. 마찬가지로 n채널형 MOSFET에는 비소를 이온주입해서 소오스, 드레인영역을 형성시킨다.
그런데, 상술한 바와 같은 제조공정에 있어서는 이온주입법을 이용해서 다결정실리콘막(5)에 불순물을 도핑시키고 있는 바, 다결정실리콘막(5)의 두께가 2000Å 이상인 경우에는 이온주입에 의한 악영향이 나타나지 않지만, 게이트전극의 치수가 1㎛ 이하로 미세화되면 그에 따라 다결정실리콘막(5)의 두께도 얇게 할 필요가 생겨, 이온주입시에 얇은 다결정실리콘막(5)을 관통해서 불순물이 반도체기판(1)까지 주입됨으로써 MOSFET의 특성이 열화되어 버리는 문제점이 발생되게 된다.
이와 같이, 종래의 제조공정에서는 이온주입법을 이용해서 다결정실리콘막(5)에 불순물을 도핑시켰기 때문에, 게이트전극의 미세화에 따라 이 다결정실리콘막(5)의 두께가 얇아지게 되면 MOSFET의 특성이 영향을 받게 되는 문제점이 있었다.
[발명의 목적]
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, MOSFET의 특성에는 영향을 미치지 않으면서 p채널형 MOSFET에는 p형의 게이트전극을, n채널형 MOSFET에는 n형의 게이트전극을 각각 형성시킬 수 있도록 된 반도체장치의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
[발명의 구성]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체장치의 제조방법은, 우선 게이트절연막상에 불순물을 첨가하지 않은 다결정실리콘막 또는 불순물을 1×1019cm-3이하로 첨가한 다결정실리콘막을 형성시키고, 이어 p채널형 MOSFET형성영역의 상기 다결정실리콘막상에는 p형 다결정실리콘막을 선택적으로 형성시키며, n채널형 MOSFET형성영역의 상기 다결정실리콘막상에는 n형의 다결정실리콘막을 선택적으로 형성시킨다. 이후, 게이트전극을 패터닝해서 p채널형 MOSFET의 p형 게이트전극 및 n채널형 MOSFET의 n형 게이트전극을 형성시키도록 되어 있다. 여기에서 아랫쪽의 다결정실리콘막상에 선택적으로 형성시키는 p형의 다결정실리콘막 및 n형의 다결정실리콘막에 불순물을 1×1020cm-3이상으로 첨가하면 더욱 효과적이다.
[작용]
이와 같은 반도체장치의 제조방법에 의하면, 게이트전극을 얇게 형성시켜도 이온주입법을 사용하지 않고서 게이트전극에 불순물을 첨가하므로 MOSFET의 특성에는 악영향이 미치지 않게 된다.
[실시예]
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명의 1실시예를 상세히 설명한다.
제1a도 내지 제1g도는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법을 공정순으로 도시해 놓은 단면도로서, 우선 p형 실리콘(911) 4∼5Ωcm의 반도체기판(11)에 인을 100kev에서 1×1013cm-2의 조건으로 소정위치로 이온주입한 후, 1200℃에서 3시간동안 열어닐링처리를 행하여 n웰영역(12)을 형성시킨다. 또, 소자분리를 위해 통상의 선택산화기술을 이용해서 1.2㎛ 두께의 필드산화막(13)을 형성시킨다. 그리고, 열산화를 행하여 게이트산화막(14)을 100Å 두께로 형성시킨 후, 반도체기판(11)의 전면에 LPCVD법을 이용해 다결정실리콘막(15)을 500Å 두께로 형성시킨다. 이때, 이 다결정실리콘막(15)으로는 p형 혹은 n형의 불순물을 1×1019cm-3이하로 첨가한 것, 또는 불순물을 전혀 첨가하지 않은 것을 사용한다. 이어, 다결정실리콘막(15)의 전면에 CVD법으로 SiO2막(16)을 100Å 두께로 형성시킨다[제1a도 참조].
다음으로, p채널형 MOSFET의 형성영역상의 SiO2막(16)을 통상의 사진식각공정과 RIE법을 이용해 선택적으로 제거하고, 이후 850℃에서 SiCl2H2(500cc/min), HCl(1ℓ/min), B2H6(10cc/min)의 조건으로 LPCVD법을 실행해서 노출된 다결정실리콘막(15)상에 붕소가 도핑된 다결정실리콘막(17a)을 선택적으로 1000Å의 두께로 형성시킨다. 이때, 이 다결정실리콘막(17a)에 도핑되는 붕소의 농도를 1×1020cm-3이상으로 하는 것이 좋다[제1b도 참조]. 다음으로, SiO2막(16)을 엣칭해서 제거하고, 다결정실리콘막(15,17a)의 전면에 다시 CVD법을 이용해 SiO2막(18)을 1000Å두께로 형성시킨다[제1c도].
이어, n채널형 MOSFET의 형성영역상의 SiO2막(18)을 통상의 사진식각공정과 RIE법을 이용해 선택적으로 제거한 다음, 850℃에서 SiCl2H2(500cc/min), HCl(1ℓ/min), PH3(10cc/min)의 조건으로 LPCVD법을 실행해서, 노출된 다결정실리콘막(15)상에 인이 도핑된 다결정실리콘막(17b)을 선택적으로 1000Å의 두께로 형성시킨다. 이때, 이 다결정실리콘막(17b)에 도핑되는 인의 농도를 1×1020cm-3이상으로 하는 것이 좋다[제1d도 참조].
다음으로, SiO2막(18)을 제거한 후, 전면에 CVD법으로 SiO2막(19)을 형성시키고[제1e도 참조], 이 SiO2막(19)을 통상의 사진식각공정과 RIE법으로 부분적으로 제거해서 게이트전극의 패터닝을 행한다. 그리고, n채널형 MOSFET 형성영역을 SiO2막(20)으로 피복한 후, p채널형 MOSFET의 형성영역에는 게이트 전극을 마스크로해서 붕소를 1×1015cm-2이온주입한다. 또, n채널형 MOSFET의 형성영역에도 마찬가지로 게이트전극을 마스크로 해서 비소를 1×1015cm-2이온주입한다[제1f도 참조].
이후, 어닐링처리를 행하여 소오스, 드레인영역(21,22)을 형성시킴으로써 p채널형 및 n채널형 MOSFET를 완성한다[제1g도 참조].
이와 같은 제조방법에 의하면, p형 또는 n형의 불순물이 도핑된 다결정실리콘막을 선택적으로 성장시켜 게이트전극을 형성시킴으로써 게이트전극을 얇게 형성시켜도 이온주입법을 이용하는 경우에 나타나는 MOSFET의 특성변화가 나타나지 않게 된다. 또, 선택적으로 다결정실리콘막을 형성시킴에 따라 사진식각공정과 엣칭공정이 2회 생략되게 되어 다결정실리콘막을 선택적으로 형성시키지 않는 경우에 비해 제조공정도 단축시킬 수 있다.
[발명의 효과]
상술한 바와 같은 본 발명의 반도체장치의 제조방법에 의하면, MOSFET의 특성에 영향을 미치지 않도록 하면서 p채널형 MOSFET에는 p형의 게이트전극을, n채널형 MOSFET에는 n형의 게이트전극을 각각 형성시킨 반도체장치를 제조할 수 있다.

Claims (2)

  1. 제1도전형의 게이트전극과 제2도전형의 게이트전극을 갖춘 반도체장치의 제조방법에 있어서, 게이트 절연막(14)상에 제1도전막(15)을 형성시키는 공정과, 이 제1도전막(15)상에 제1도전형의 제2도전막(1a)을 선택적으로 형성시키는 공정, 상기 제1도전막(15)상에 제2도전형의 제3도전막(17b)을 선택적으로 형성시키는 공정 및, 상기 제1, 제2 및 제3도전막(15,17a,17b)을 패터닝해서 상기 제1 및 제2도전막(15,17a)으로 이루어진 제1도전형의 게이트전극과 상기 제1 및 제3도전막(15,17b)으로 이루어진 제2도전형의 게이트전극을 각각 형성시키는 공정을 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 및 제3도전막(17a,17b)의 불순물농도가 상기 제1도전막(15)의 불순물농도보다 높은 것을 특징으로 하는 반도체장치의 제조방법.
KR1019890016976A 1988-11-22 1989-11-22 반도체장치의 제조방법 KR920010316B1 (ko)

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