KR950013432B1 - 아르곤 이온(Ar^+) 주입에 의한 포스트 아몰파이즈(post amorp-hize)방법의 얕은 접합(shallow junction)의 피형(p^+형) 소오스/드레인 형성방법 - Google Patents
아르곤 이온(Ar^+) 주입에 의한 포스트 아몰파이즈(post amorp-hize)방법의 얕은 접합(shallow junction)의 피형(p^+형) 소오스/드레인 형성방법 Download PDFInfo
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Abstract
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Description
제 1 도는 종래의 일 실시예인 피형(p+형) 소오스/드레인 형성도.
제 2 도는 종래의 다른 실시예인 피형(p+형) 소오스/드레인 형성도.
제 3 도는 본 발명에 따른 피형(p+형) 소오스/드레인 형성도.
본 발명은 아르곤 이온(Ar+) 주입에 의한 포스트 아몰파이즈(post amorphize) 방법의 얕은 접합(shallow junction)의 피형(p+형) 소오스/드레인 형성 방법에 관한 것이다.
일반적으로 마이크론 단위 이하의 크기로 공정이 진행되는 반도체 소자에서는 측면의 크기에 따라 수직 크기도 균형성있게 형성되어야 하며 이에따라 소오스/드레인 접합의 깊이도 얕아져야 한다.
종래의 반도체 소자의 소오스/드레인 형성을 첨부된 도면 제 1 도 및 제 2 도를 통하여 살펴본다.
우선, 종래 방법의 일실시예를 제 1 도를 통하여 살펴보면, 이는 B11,BF2불순물 주입 후에 열공정으로 접합을 형성하는 것으로, 얕은 접합이 요구되는 마이크론급 이하의 소자에서는 깊은 접합(deep junction)이 형성되어 적용하기가 어렵다. 즉, 상기 B11경우 얕은 접합을 형성하기 위해서는 20KeV 이하의 낮은 에너지로 불순물 주입을 하여야 하나 1015원자/cm2이상의 고농도 불순물 주입시 30KeV 이하의 낮은 에너지빔 전류 세팅(setting)등의 문제로 사실상 낮은 에너지로 고농도 불순물 주입이 불가능하다.
또한 BF2의 경우는 상기 B11단점을 보완하고자 사용되는 것으로, 불순물이 주입된 직후 상태에서 짧은 투과 깊이를 갖도록 하여 B를 주입하여 접합을 형성하는 것으로, 이것 역시 열공정을 거친 후에 0.15 내지 0.18μm정도의 얕은 접합을 형성하는데는 한계점이 있었다.
그리고 제 2 도를 참조하여 종래의 다른 실시예를 살펴본다.
반도체 기판에 As,Si,Ge 이온을 미리 주입하여 비정질 층을 형성하는 방법으로 (제 2a 도), 즉 웨이퍼 표면 근처에 비정질 층을 형성한 다음에 p+형 소오스/드레인 형성을 위해 이온 주입되는 B11,BF2이온이 먼저 형성되어 있는 비정질 층에서 정지하도록 하는 방법이다(제 2b 도).
그러나 이 방법도 미리 형성되어 있는 비정질 층에 B11,BF2이온 주입시 기판의 투과 깊이를 조절하기 어렵고, 제 2 도의 그래프에서와 같이 주입된 보론이온의 열공정시 비정질 층과 단결정 층에서의 보론 확산 차리로 인하여 열공정 후 깊은 접합이 형성된다. 즉 보론은 베이컨시(vacancy)에서의 확산 보다 인터스티셜(interstitial)에서의 확산도가 크기 때문에 베이컨시가 풍부한 비정질 층에서는 확산이 작아지며 인터스티셜이 풍부한 단결정 층에서는 확산이 커지게 되어 결과적으로 깊은 접합이 형성된다. 또한 As(5족), Si(4족), Ge(4족)이온을 주입함으로써 기판의 물성 자체를 변화시킬 수 있는 문제점들이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 아르곤 이온(Ar+)을 추가로 이온 주입하여 베이컨시가 풍부한 층의 두께를 조절함으로써 열공정후에도 얕은 접합을 실현할 수 있는 아르곤 이온(Ar+) 주입에 의한 포스트 아몰파이즈(post amorphize) 방법의 얕은 접합(shallow junction)의 피형(p+형) 소오스/드레인 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 기판에 피형(p+형) 소오스/드레인을 형성하는 불순물을 주입하는 제1단계, 및 상기 제1단계 후에 Ar+이온을 주입하여 비정질 층을 형성하고 열처리 공정을 하는 제2단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면 제 3 도를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 피형(p+형) 소오스/드레인을 형성하는 B11,BF2불순물 주입을 먼저 수행한 후에 상기 p+형 불순물 이온 주입 층 밑으로 Ar+이온을 주입하여 비정질 층을 형성하고 열처리 공정을 하여 얕은 접합을 이루는 것으로, 이는 Ar+이온을 주입하여 비정질 층을 형성하게 되면 이 층에서 베이컨시가 풍부하게 형성되어 후속 열공정시 기판내로 보론의 확산정도가 낮아지게 되므로 얕은 접합이 형성되게 된다. 즉, Ar+이온에 의해 형성된 비정질 층이 기판내로의 보론 확산을 막아 얕은 접합이 형성되는 것이다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 얕은 접합 형성 방법은 보론의 활성화를 위한 열공정시 고온 열공정을 사용할 수 있으므로 불순물 주입에 의한 기판의 손상을 보상할 수 있고, 따라서 마이크론급 단위 이하의 소자에서 요구되는 누설 전류를 감소시키는 효과가 있다.
Claims (3)
- 아르곤 이온(Ar+) 주입에 의한 포스트 아몰파이즈(post amorphize) 방법의 얕은 접합(shallow junction)의 피형(p+형) 소오드/드레인 형성방법에 있어서, 반도체 기판에 피형(p+형) 소오스/드레인을 형성하는 불순물을 주입하는 제1단계, 및 상기 제1단계 후에 Ar+이온을 주입하여 비정질 층을 형성하고 열처리 공정을 하는 제2단계를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아르곤 이온(Ar+) 주입에 의한 포스트 아몰파이즈 방법의 얕은 접합의 피형 소오스/드레인 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 피형(p+형) 소오스/드레인 형성 불순물은 B11,BF2중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아르곤 이온(Ar+)주입에 의한 포스트 아몰파이즈 방법의 얕은 접합의 피형 소오스/드레인 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제2단계의 Ar+이온 주입에 의해 형성되는 비정질 층을 피형(p+형) 소오스/드레인 형성 불순물층 아래에 형성시키는 것을 특징으로 하는 아르곤 이온(Ar+) 주입에 의한 포스트 아몰파이즈 방법의 얕은 접합의 피형 소오스/드레인 형성방법.
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