KR940010923B1 - Mosfet and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 (a)-(f)는 종래 MOSFET의 제조공정도.(A)-(f) is a manufacturing process diagram of a conventional MOSFET.
제 2 (a)-(g)는 본 발명의 MOSFET의 제조공정도.(A)-(g) is a manufacturing process diagram of the MOSFET of this invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 기판 20, 28 : 게이트 산화막10: substrate 20, 28: gate oxide film
21, 23 : 게이트 풀리 22, 27 : TiN(질화티타늄)21, 23: gate pulley 22, 27: TiN (titanium nitride)
24 : 질화막 25 : 산화막24 nitride film 25 oxide film
26 : n-영역 29 : 폴리실리콘 측벽26: n - zone 29: polysilicon sidewalls
30 : n+영역 31 : BPSG30: n + area 31: BPSG
32 : 금속32: metal
본 발명은 MOSFET의 구조 및 제조방법에 관한 것으로, 특히 게이트 중첩캐퍼시턴스(gate overlap capacitance)와 GIDL(Gate Induced Drain Leakage : 게이트에 의한 누설전류) 및 캐리어(hot carrier) 특성향상에 적합하도록 한 CLR-MOSFET(Cover on the LDD Region-MOSFET)의 구조와 제조방법 및 소자의 특성개선에 관한 것이다.The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a MOSFET, and in particular, to make it suitable for improving gate overlap capacitance and gate induced drain leakage (GIDL) and hot carrier characteristics. The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a cover on the LDD region-MOSFET and an improvement of device characteristics.
제 1a-f 도는 종래 MOSFET의 제조공정도로서, 우선 제 1a 도에 도시한 바와 같이 실리콘기판(1)상에 게이트 산화막(11)을 성장시키고, 그위에 게이트를 형성하기 위한 폴리실리콘(12)을 도포한 후 산화막(13)을 형성하고, 게이트를 정의하는 게이트 마스크를 이용하여 감광막(14)을 형성한다.1A to 1F show a manufacturing process diagram of a conventional MOSFET. First, as shown in FIG. 1A, a gate oxide film 11 is grown on a silicon substrate 1, and polysilicon 12 is coated thereon to form a gate thereon. After that, the oxide film 13 is formed and the photosensitive film 14 is formed using a gate mask defining a gate.
그 다음에 제 1b 도에 도시한 바와 같이 폴리실리콘(12)의 소정두께까지 산화막(13)과 폴리실리콘(12)을 식각하여 얇은 두께의 폴리게이트(15)를 형성한 후 감광막(14)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 1B, the oxide film 13 and the polysilicon 12 are etched to a predetermined thickness of the polysilicon 12 to form a polygate 15 having a thin thickness, and then the photoresist film 14 is formed. Remove
또 제 1c 도에 도시한 바와 같이 형성된 얇은 폴리게이트(15)를 마스크로 이용하여 기판에 n-를 이온주입하여 n-영역(16)을 형성하고, 제 1d 도에 도시한 바와 같이 산화막을 두껍게 도포한 후에 RIE(Reactive Ion Etching)로 식각하여 측벽산화막(17)을 형성한다.Another thin poly gate 15 for use as a mask, n on the substrate formed as shown in claim 1c even-thickened, as region 16 shown, and in claim 1d also form an oxide-ion injecting n After coating, the sidewall oxide layer 17 is formed by etching with reactive ion etching (RIE).
다음에 제 1e, f 도에 도시한 바와 같이 산화막(17)으로 덮은 부분을 제외한 나머지 부분의 얇은 폴리게이트(15)를 식각한 후 n+를 이온주입하여 n+영역(18)을 형성함으로서 게이트(15)의 형태가 인버스 티(Inverse T :)인 MOSFET가 제조된다.Next, as shown in FIGS. 1e and f, the thin polygate 15 of the remaining portion except for the portion covered with the oxide film 17 is etched, and then n + is implanted to form the n + region 18. The form of (15) is Inverse T MOSFET is manufactured.
그러나 상기와 같이 제조되는 종래의 MOSFET는 인버스티 형태의 게이트(15)를 형성하기 위하여 폴리실리콘(12)을 식각할때 폴리게이트(15)의 두께를 조절하기가 어렵고, n-영역(16)을 폴리게이트(15)로 덮고 있으므로 게이트 중첩 캐퍼시턴스가 증가하며, 게이트 산화막(11)의 두께가 얇아짐에 따라 GIDL이 발생하는 것을 제거할 수 없는 문제점이 있었다.However, the conventional MOSFET manufactured as described above is inverse form It is difficult to control the thickness of the polygate 15 when the polysilicon 12 is etched to form the gate 15 of the gate 15, and the gate overlapping capacities are provided since the n − regions 16 are covered with the polygate 15. There is a problem in that the turn increases and the generation of GIDL cannot be eliminated as the thickness of the gate oxide film 11 becomes thinner.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 측벽하부에 위치한 게이트 산화막의 두께를 조절하여 게이트 중첩 캐퍼시턴스를 감소시키며 GILD의 발생을 방지할 수 있는 CLR-MOSFET의 구조와 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the structure and manufacturing of the CLR-MOSFET that can reduce the gate overlap capacitance and prevent the generation of GILD by controlling the thickness of the gate oxide film located under the side wall The purpose is to provide a method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 제 2 및 제 2 게이트 폴리층이 있으며 상기 두개의 게이트 폴리층 사이와 양측에 TiN(질화티타늄)이 형성되어 있고 제 2 게이트 산화막이 폴리실리콘 측벽의 하부에 존재하는 본 발명을 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to achieve the above object, there are second and second gate poly layers, and TiN (titanium nitride) is formed between and between the two gate poly layers, and a second gate oxide film is disposed under the polysilicon sidewalls. Referring to the present invention in more detail according to the accompanying drawings as follows.
제 2g 도의 본 발명에 따른 CLR-MOSFET의 완성도로서, 본 발명의 MOSFET의 구조는 P형 기판(10)상에 게이트 전극 형성영역과 제 1 게이트 산화막(20)과 제 1 게이트 폴리층(21)과 제 1 TiN층(22)과 제 2 게이트 폴리층(23)이 적층되어 형성되고, 상기 제 1 TiN층(22)과 상기 제 2 게이트 폴리층(23)의 양측에 제 2 TiN(27)이 수직으로 형성되고, 상기 제 1 게이트 산화막(20)과 상기 제 1 게이트 폴리층(21)의 양측에 제 1 게이트 산화막(20)보다 두꺼운 제 2 게이트 산화막(28)이 성장되고, 상기 제 2 TiN(27)의 측벽에서 상기 제 2 게이트 산화막(28) 상부까지 폴리실리콘 측벽(29)이 형성되고, 게이트 전극 형성영역의 양측기판에 LDD구조의 소오스 및 드레인이 형성되고, 전면에 상기 소오스 및 드레인과 게이트에 콘택홀이 형성된 BPSG(Boron Phosphorus Sillcate Glass)(31)가 형성되어 콘택홀을 통해 상기 소오스 및 드레인, 게이트와 연결되도록 금속(32)이 형성된다.As the completeness of the CLR-MOSFET according to the present invention of FIG. 2G, the structure of the MOSFET of the present invention is characterized in that the gate electrode formation region, the first gate oxide film 20 and the first gate poly layer 21 on the P-type substrate 10 are shown. And a first TiN layer 22 and a second gate poly layer 23 are stacked to form a second TiN 27 on both sides of the first TiN layer 22 and the second gate poly layer 23. Is formed vertically, and a second gate oxide film 28 thicker than the first gate oxide film 20 is grown on both sides of the first gate oxide film 20 and the first gate poly layer 21, and the second gate oxide film 28 is grown. The polysilicon sidewall 29 is formed from the sidewall of the TiN 27 to the upper portion of the second gate oxide layer 28, and the source and the drain of the LDD structure are formed on both side substrates of the gate electrode formation region, and the source and Boron Phosphorus Sillcate Glass (BPSG) 31 having contact holes formed in the drain and the gate is formed to form an image through the contact hole. The metal 32 is formed to be connected to the source, drain and gate.
상기와 같은 구조로 되어 있는 본 발명의 CLR-MOSFET의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the manufacturing process of the CLR-MOSFET of the present invention having the above structure as follows.
제 2 도의 (a)-(g) 도는 본 발명에 따른 CLR-MOSFET의 제조공정도로서, 도시한 바와 같이 먼저 제 2a 도에 도시한 바와 같이 P형 실리콘 기판(10)상에 70-100Å 두께의 제 1 게이트 산화막(20)을 성장시키고 그위에 300-500Å 두께의 게이트를 위한 제 1 게이트 폴리층(21)과 수십-100Å 정도의 제 1 TiN(22)과 1500-2000Å의 두꺼운 제 2 게이트 폴리층(23)을 차례로 형성하고 다시 그 위에 질화막(24)과 산화막(25)을 차례로 도포한다.(A)-(g) of FIG. 2 are manufacturing process diagrams of the CLR-MOSFET according to the present invention, as shown in FIG. 2A. Grow a one-gate oxide film 20 thereon, a first gate poly layer 21 for a 300-500 kW thick gate, a first TiN 22 on the order of tens-100 kW and a thick second gate poly layer 1500-2000 kW (23) are formed in this order, and the nitride film 24 and the oxide film 25 are sequentially applied thereon.
그 위에 제 2b 도에 도시한 바와 같이 게이트 마스크를 이용하여 게이트 형성영역을 제외한 부분의 산화막(25), 질화막(24), 제 2 게이트 폴리층(23), 그리고 제 1 TiN층(22)을 차례로 식각한 후 이들을 마스크로 이용하여 기판의 소오스 및 드레인 영역에 n-를 이온주입하여 LDD(Lightly Doped Drain)영역(26)을 형성한다.As shown in FIG. 2B, the oxide film 25, the nitride film 24, the second gate poly layer 23, and the first TiN layer 22 in portions except the gate forming region are formed using a gate mask. After sequentially etching, n- is ion-implanted into the source and drain regions of the substrate to form a LDD (Lightly Doped Drain) region 26 by using them as a mask.
다음에 제 1c, d 도에 도시한 바와 같이 질화막(25)을 식각하고 전면에 제 2 TiN(27)을 도포한 후에 등방향식각(isotrophic etching)을 실시하여 제 1 TiN층(22)과 제 2 게이트 폴리층(23), 그리고 질화막(24)의 양측에 제 2 TiN(27)측벽을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 1C and d, the nitride film 25 is etched and the second TiN 27 is coated on the entire surface, followed by isotropic etching, to form the first TiN layer 22 and the first TiN layer 22. Side walls of the second TiN 27 are formed on the two-gate poly layer 23 and on both sides of the nitride film 24.
그후 제 2e 도에 도시한 바와 같이 노출된 제 1 게이트 폴리층(21)을 식각하고 열산화하여 제 1 게이트 산화막(20)보다 더 두껍게 제 2 게이트 산화막(28)을 형성한다. 여기서 제 2 게이트 산화막(20)이 계단형으로 된 것은 실리콘 기판(10)에서 뿐만아니라 제 2 게이트 폴리층(21)에서 옆으로 산화막이 성장됐기 때문이다.Thereafter, as illustrated in FIG. 2E, the exposed first gate poly layer 21 is etched and thermally oxidized to form a second gate oxide layer 28 thicker than the first gate oxide layer 20. The second gate oxide film 20 becomes stepped here because the oxide film is grown not only on the silicon substrate 10 but also on the second gate poly layer 21.
제 2f 도는 그 다음에 실시되는 공정으로서, 도시한 바와같이 질화막(24)을 식각하고 전면에 폴리실리콘을 도포한 후에 폴리실리콘을 이방성 식각하여 폴리실리콘 측벽(29)을 형성한다.As shown in FIG. 2F, the polysilicon sidewall 29 is formed by etching the nitride film 24 and applying polysilicon on the entire surface, as shown in the drawing, and then anisotropically etching the polysilicon.
그후에 소오스 및 드레인 영역에 n+를 이온주입하여 n+영역(30)을 형성한다.Thereafter, n + is implanted into the source and drain regions to form the n + region 30.
그리고 제 2g 도에 도시한 바와 같이 절연을 위한 BPSG(31)를 형성하여 각 소오스 및 드레인, 게이트 상부를 선택적으로 식각하여 콘택홀을 형성하고 금속(32)을 이용하여 상호연결을 함으로써 본 발명의 CLR-MOSFET가 완성된다.As shown in FIG. 2G, a BPSG 31 for insulation is formed to selectively etch each source, drain, and gate top to form contact holes, and interconnected using metal 32. The CLR-MOSFET is complete.
상기와 같이 제조되는 본 발명의 COR-MOSFET는 제 2 게이트 산호막(28)의 두께를 조절함으로써 게이트 중첩 캐패시턴스를 감소시키며 GIDL의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.The COR-MOSFET of the present invention manufactured as described above has an effect of reducing gate overlap capacitance and preventing generation of GIDL by adjusting the thickness of the second gate coral film 28.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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KR1019910023859A KR940010923B1 (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Mosfet and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1019910023859A KR940010923B1 (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Mosfet and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR940010923B1 true KR940010923B1 (en) | 1994-11-19 |
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ID=19325530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1019910023859A KR940010923B1 (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Mosfet and manufacturing method thereof |
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1991
- 1991-12-23 KR KR1019910023859A patent/KR940010923B1/en not_active IP Right Cessation
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