KR100231131B1 - 반도체장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로서 제1도전형의 반도체기판상의 소정 부분에 제1마스크를 형성하는 공정과, 상기 반도체기판의 노출된 부분을 식각하여 상기 제1마스크 하부에 경사면을 갖는 메사 구조를 형성하는 공정과, 상기 제1마스크를 제거하고 상기 메사 구조 상부 표면에 게이트절연막을 개재시켜 게이트를 형성하는 공정과, 상기 반도체기판 상에 상기 메사 구조의 경사면을 포함하여 게이트를 덮는 제2마스크를 형성하고 상기 반도체기판의 노출된 부분에 제2도전형의 고농도영역을 형성하는 공정과, 상기 제2마스크를 제거하고 상기 게이트를 마스크로 사용하여 상기 고농도영역이 형성되지 않은 상기 메사 구조의 경사면에 제2도전형의 저농도영역을 형성하는 공정을 구비한다. 따라서, 측벽을 형성하지 않으므로 제조 공정 수가 감소될 뿐만 아니라 측벽 형성시 발생되는 식각부산물에 의한 소자의 신뢰성이 저하되는 것을 감소시킬 수 있다.
Description
본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 측벽을 형성하지 않고 LDD(Lightly Doped Drain)를 갖는 반도체장치의 제조방법에 관한 것이다.
반도체장치가 고집적화 됨에 따라 각각의 셀은 미세해져 내부의 전계 강도가 증가된다. 이러한 전계 강도의 증가는 소자 동작시 드레인 부근의 공핍층에서 채널영역의 캐리어를 가속시켜 게이트산화막으로 주입시키는 핫-캐리어 효과(hot-carrier effect)를 일으킨다. 게이트산화막에 주입된 캐리어는 반도체기판과 게이트산화막의 계면에 준위를 생성시켜 드레쉬홀드전압(thres-hold voltage : VTH)을 변화시키거나 상호 컨덕턴스를 저하시켜 소자 특성을 저하시킨다. 그러므로, LDD 등과 같이 드레인 구조를 변화시켜 핫-캐리어 효과에 의한 소자 특성의 저하를 감소시켰다.
제1a도 내지 제1c도는 종래 기술에 따른 반도체장치의 제조공정도이다.
제1a도를 참조하면, P형의 반도체기판(11) 표면의 소정 부분에 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 등의 통상적인 선택산화방법에 의해 필드산화막(13)을 형성하여 소자의 활성영역 및 필드영역을 한정한다.
제1b도를 참조하면, 반도체기판(11)의 표면을 열산화하여 게이트산화막(15)을 형성한다. 그리고, 필드산화막(13) 및 게이트산화막(15)의 상부에 다결정실리콘을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하, CVD라 칭함) 방법으로 증착하고 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 패터닝하여 게이트(17)를 한정한다. 게이트(17)을 마스크로 사용하여 반도체기판(11)의 노출된 부분에 N형의 불순물을 저농도로 이온 주입하여 LDD 구조를 형성하기 위한 저농도영역(19)을 형성한다.
제1c도를 참조하면, 게이트(17)의 측면에 측벽(21)을 형성한다. 상기에서 측벽(21)은 산화실리콘을 증착한 후 게이트(17) 및 반도체기판(11)이 노출되도록 에치백(etchback)하므로써 형성된다. 그리고, 게이트(17)와 측벽(21)을 마스크로 사용하여 반도체기판(11)에 N형의 불순물을 고농도로 이온 주입하여 소오스 및 드레인 영역으로 이용되는 고농도영역(23)을 형성한다. 이 때, 고농도영역(23)은 저농도영역(19)과 중첩되게 형성된다.
그러나, 상술한 바와 같이 종래 기술은 LDD 구조를 형성하기 위해 게이트의 측면에 측벽을 형성하여야 하므로 제조 공정이 복잡할 뿐만 아니라 측벽 형성시 발생되는 식각부산물에 의해 소자의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조 공정 수와 식각부산물에 의한 소자의 신뢰성이 저하되는 것을 감소시킬 수 있는 반도체장치의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은 제1도전형의 반도체기판 상의 소정 부분에 제1마스크를 형성하는 공정과, 상기 반도체기판의 노출된 부분을 등방성으로 식각하여 상기 제1 마스크 하부에 경사면을 갖는 메사 구조를 형성하는 공정과, 상기 제1마스크를 제거하고 상기 반도체기판의 상기 메사 구조 상부 표면에 게이트절연막을 개재시켜 게이트를 형성하는 공정과, 상기 반도체기판 상에 상기 메사 구조의 경사면을 포함하여 상기 게이트를 덮는 제2마스크를 형성하고 상기 반도체기판의 노출된 부분에 제2도전형의 고농도영역을 형성하는 공정과, 상기 제2마스크를 제거하고 상기 게이트를 마스크로 사용하여 상기 고농도영역이 형성되지 않은 상기 메사 구조의 경사면에 제2도전형의 저농도영역을 형성하는 공정을 구비한다.
제1a도 내지 1c도는 종래 기술에 따른 반도체장치의 제조 공정도.
제2a도 내지 2d도는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조 공정도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2a도 내지 2d도는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조 공정도이다.
제2a도를 참조하면, (100)면을 갖는 P형의 반도체기판(31) 상에 제1감광막(33)을 도포한 후 반도체기판(31) 상의 소정 부분에만 잔류하도록 노광 및 현상하여 패터닝한다.
패터닝된 제1감광막(33)을 마스크로 사용하여 반도체기판(31)의 노출된 부분을 KOH 등의 식각 용액을 식각한다. 이 때, 반도체기판(31)은 등방성식각되므로 패턴닝된 제1감광막(33)의 하부의 일부도 식각되어 식각되지 않은 부분에 메사 구조(35)가 형성된다. 상기에서 메사 구조(35)는 (111)면의 경사면을 갖는다. 이는 (100)면을 갖는 반도체기판(31)을 등방성식각할 때 제1감광막(33)의 하부 소정 부분에서 (111)면이 노출되는데, 이 (111)면은 단위 면적당 원자의 밀도가 조밀하여 다른 부분의 노출면 보다 식각 속도가 늦어지므로 메사 구조(35)의 경사면은 (111)면을 갖게 된다.
제2b도를 참조하면, 패터닝된 제1감광막(33)을 제거하여 메사 구조(35)의 상부 표면을 노출시킨다. 그리고, 반도체기판(31)의 소정 부분에 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 또는 트렌치 소자분리 등의 방법으로 필드산화막(37)을 형성하여 소자의 활성영역(A) 및 필드영역(F)을 한정한다. 이 때, 활성영역(A)은 메사 구조(35)가 중심에 위치되도록 한정된다.
반도체기판(31)의 활성영역(A)상에 열산화 방법에 의해 산화막을 형성하고, 이 산화막 상에 불순물이 도핑된 다결정실리콘을 CVD 방법으로 증착한다. 그리고, 불순물이 도핑된 다결정실리콘과 산화막을 메사 구조(35)의 상부 표면에만 잔류하도록 포토리쏘그래피 방법으로 순차적으로 패터닝하여 게이트절연막(39) 및 게이트(41)를 형성한다.
제2c도를 참조하면, 반도체기판(31) 상에 필드산화막(37) 및 게이트(41)을 덮도록 제2감광막(43)을 도포한다. 그리고, 제2감광막(43)을 반도체기판(31)의 게이트(41) 뿐만 아니라 메사 구조(35)의 경사면을 포함하는 부분을 제외하는 부분이 노출되도록 노광 및 현상하여 패터닝한다.
패터닝된 제2감광막(43)을 마스크로 사용하여 반도체기판(31)의 활성영역(A)의 노출된 부분에 인(P) 또는 아세닉(As)등의 N형의 불순물을 고농도로 이온 주입하여 트랜지스터의 소오스 및 드레인 영역으로 이용되는 고농도영역(45)을 형성한다. 이때, 메사 구조(35)의 경사면은 제2감광막(43)에 의해 불순물이 주입되지 않으므로 고농도영역(45)이 형성되지 않는다.
제2d도를 참조하면, 패터닝된 제2감광막(43)을 제거하여 게이트(41)를 노출시킨다. 그리고, 게이트(41)를 마스크로 사용하여 반도체기판(31)의 활성영역(A)의 노출된 부분에 인(P) 또는 아세닉(As) 등의 N형의 불순물을 저농도로 이온 주입한다. 이때, 고농도영역(45)이 형성되지 않은 메사 구조(35)의 경사면 하부에는 저농도로 주입된 N형의 불순물에 의해 LDD 구조를 형성하기 위한 저농도영역(47)이 형성된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은 반도체기판을 활성 영역의 소정 부분이 메사 구조를 이루도록 나머지 부분을 식각하여 활성영역의 메사 구조를 제외한 나머지 부분에 불순물을 고농도로 이온 주입하여 트랜지스터의 소오스 및 드레인 영역으로 이용되는 고농도영역을 형성한 후, 이 고농도영역이 형성되지 않은 메사 구조의 경사면 하부에 불순물을 저농도로 주입하여 LDD 구조를 형성하기 위한 저농도영역을 형성하므로써 게이트의 측면에 측벽을 형성하지 않고 LDD 구조를 형성한다.
따라서, 본 발명은 측벽을 형성하지 않으므로 제조 공정 수가 감소될 뿐만 아니라 측벽 형성시 발생되는 식각부산물에 의한 소자의 신뢰성이 저하되는 것을 감소시킬 수 있는 잇점이 있다.
Claims (5)
- 제1도전형의 반도체기판 상의 소정 부분에 제1마스크를 형성하는 공정과, 상기 반도체기판의 노출된 부분을 등방성으로 식각하여 상기 제1마스크 하부에 경사면을 갖는 메사 구조를 형성하는 공정과, 상기 제1마스크를 제거하고 상기 반도체기판의 상기 메사 상부 표면에 게이트절연막을 개재시켜 게이트를 형성하는 공정과, 상기 반도체기판 상에 상기 메사 구조의 경사면을 포함하여 상기 게이트를 덮는 제2마스크를 형성하고 상기 반도체기판의 노출된 부분에 제2도전형의 고농도영역을 형성하는 공정과, 상기 제2마스크를 제거하고 상기 게이트를 마스크로 사용하여 상기 고농도영역이 형성되지 않은 상기 메사 구조의 경사면에 제2도전형의 저농도영역을 형성하는 공정을 구비하는 반도체장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2마스크를 감광막으로 형성하는 반도체장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 반도체기판의 노출된 부분을 KOH 용액으로 식각하여 메사 구조를 형성하는 반도체장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1마스크 제거 후 상기 반도체기판의 소정 부분에 소자의 활성영역 및 필드영역을 한정하는 필드산화막을 형성하는 공정을 더 구비하는 반도체장치의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 상기 필드산화막을 상기 메사 구조가 상기 소자의 활성영역의 중심에 위치되도록 형성하는 반도체장치의 제조방법.
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