KR100256803B1 - 반도체 소자의 얇은 접합 형성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 얇은 접합이 형성될 영역의 상부에 증착된 다결정 실리콘막에 불순물 이온을 주입한 후에 열처리 공정을 실시하여 실리콘 기판내에 불순물 확산층을 형성하고, 확산층 상부에 남아 있는 다결정 실리콘을 티타늄과 반응시켜 티타늄 실리사이드막을 형성시킴으로써, 확산층의 소모가 없고, 면저항이 작아진 얇은 접합을 형성하는 방법에 관한 기술이다.
Description
제1a도 내지 제1e도는 본 발명의 티타늄 실리사이드를 이용한 얇은 접합 형성방법을 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 실리콘 기판 2 : 필드 산화막
3 : 게이트 산화막 4 : 다결정 실리콘 게이트
5 : 마스크 산화막 6 : 산화막 스페이서
7 : 다결정 실리콘막 9 : N+또는 P+확산층
10 : 티타늄막 11 : 티타늄 실리사이드막
본 발명은 고집적 반도체 소자의 제조공정에서 필수적인 얇은 접합(Shallow Junction) 형성방법에 관한 것으로, 특히 다결정 또는 비정질 실리콘을 확산원으로 사용하여 얇은 접합을 형성할 때에 다결정 실리콘을 티타늄과 반응시켜 티타늄 실리사이드막을 형성함으로써, 티타늄 실리사이드막 형성시의 접합 소모를 방지하고 접합의 면저항도 감소시키는 얇은 접합 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자의 성능을 저하시키지 않고 집적도를 증가시키기 위해서는 얇은 접합을 형성하는 것이 중요하며, 얇은 접합을 형성하기 위한 고체 확산원(Solid Diffusion Source) 방법 중에서 다결정 실리콘을 이용한 얇은 접합 형성방법이 많이 사용되고 있다.
한편, 집적도의 증가에 따라 접합의 저항이 증가함에 따라, 이를 감소시키기 위하여 티타늄 실리사이드를 이용한 접합의 금속화 연구가 진행되고는 있으나, 티타늄 실리사이드막 형성시 접합의 실리콘이 소모되어 접합 누설 전류가 증가하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 다결정 실리콘을 이용하여 접합 부분에 확산층을 형성하고, 확산이 완료된 후에 다결정 실리콘 상부에 티타늄을 증착하고 열처리 공정을 실시하여 확산층 위에 남아 있는 다결정 실리콘을 티타늄 실리사이드화하여, 확산층이 소모도 방지하고, 확산층의 면저항도 작은 얇은 접합을 형성시키는데 그 목적이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 얇은 접합 형성방법을 상세히 설명하기로 한다.
제1a도 내지 제1e도는 본 발명의 티타늄 실리사이드를 이용한 얇은 접합 형성방법을 도시한 단면도이다.
제1a도는 실리콘 기판(1) 상부에 소자 분리를 위한 필드 산화막(2)을 형성한 후, 소자가 형성될 영역에 게이트 산화막(3)과 다결정 실리콘 게이트(4)를 증착하고, 후속 공정에서 접합 부분과 게이트가 단락되는 것을 방지하기 위해 마스크 산화막(5)을 다결정 실리콘 게이트(4) 상부에 증착한 다음, 사진 식각 공정으로 게이트를 형성하고, 그 상부 표면을 따라 산화막을 증착한 후에 에치백(Etch Back)공정을 실시하여 게이트의 측면에 산화막 스페이서(6)를 형성한 단면도이다.
상기의 마스크 산화막(5)이 없다면 게이트 상부에 형성된 다결정 실리콘막을 제거하기 위한 후속공정에서 마스크 작업을 할때에 공정 여유가 산화막 스페이서 (6)의 폭 정도밖에 되지 않아 후속 공정인 실리사이드막 형성 공정에서 게이트와 접합 간에 단락이 발생하게 된다.
제1b도는 제1a도의 공정 후에 확산층을 형성하기 위한 확산원으로 상부 표면을 따라 다결정 실리콘막(7)을 증착한 단면도이다.
제1c도는 사진 식각공정을 실시하여 접합이 형성된 영역의 상부에 형성된 다결정 실리콘막(7)을 제외한 나머지 부분의 다결정 실리콘막(7)을 제거한 다음, 접합이 형성될 영역에 불순물 이온 주입공정을 실시한 단면도이다.
제1d도는 제1c도의 공정에서 다결정 실리콘막(7)에 주입된 불순물 이온을 일정 온도 및 시간하에서 확산공정을 실시하여 N+또는 P+확산층(9)을 형성하고, N+또는 P+확산층(9) 상부에 남아 있는 다결정 실리콘막(7)을 실리사이드화하기 위하여 전체 표면을 따라 티타늄막(10)을 증착한 단면도이다.
제1e도는 제1d도의 공정에서 증착된 티타늄막(10)을 일정 온도 및 시간하에서 열처리함으로써, 티타늄막(10)과 N+또는 P+확산층(9) 상부에 남아 있는 다결정 실리콘막(7)을 반응시켜 티타늄 실리사이드막(11)을 형성하고, 산화막 상부에 있는 미반응 티타늄은 암모니아수, 과산화수소수, 증류수가 1 : 1 : 5의 비율로 혼합된 용액을 사용하여 제거한 후에 다시 한번 열처리 공정을 실시하여 비저항이 낮은 최종의 티타늄 실리사이드막(11)을 형성함으로써, 티타늄 실리사이드막(11)과 N+또는 P+확산층(9)으로 구성되며 낮은 면저항을 갖는 얇은 접합을 완성한 단면도이다.
상기 제1a도 내지 제1e도에서 설명한 본 발명의 얇은 접합 형성방법을 사용하게 되면, 다결정 실리콘을 확산원으로 확산층을 형성하고, 이때 남겨진 다결정 실리콘을 티타늄과 반응시켜 티타늄 실리사이드막을 형성시켜 얇은 접합을 완성함으로써, 접합의 소모가 없고, 얇은 접합의 면저항이 낮아지는 효과를 얻게 된다.
Claims (2)
- 반도체 소자의 얇은 접합(Shallow Junction)을 형성하는데 있어서, 실리콘 기판 상부에 필드 산화막을 형성한 후, 소자가 형성될 영역에 게이트 산화막과 다결정 실리콘 게이트를 증착하고, 상기 다결정 실리콘 게이트 상부에 마스크 산화막을 증착한 다음, 사진 식각공정으로 게이트를 형성하고, 그 상부 표면을 따라 산화막을 증착한 후에 에치 백(Etch Back)공정을 실시하여 게이트의 측면에 산화막 스페이서를 형성하는 단계와, 상부 표면을 따라 다결정 실리콘막을 증착한 후에 사진 식각공정을 실시하여, 접합이 형성될 영역의 상부에 형성된 다결정 실리콘막을 제외한 나머지 부분의 다결정 실리콘막을 제거한 다음, 접합이 형성될 영역에 불순물 이온 주입 공정을 실시하는 단계와, 다결정 실리콘막에 주입된 불순물 이온을 일정 온도 및 시간하에서 확산공정을 실시하여 N+또는 P+확산층을 형성하고, 전체 상부 표면을 따라 티타늄막을 증착하는 단계와, 상기 증착된 티타늄막을 일정 온도 및 시간하에서 열처리함으로써, 티타늄막과 N+또는 P+확산층 상부에 남아 있는 다결정 실리콘막을 반응시켜 티타늄 실리사이드막을 형성하고, 산화막 상부에 있는 미반응 티타늄은 습식식각 공정으로 제거한 후에 다시 한번 열처리 공정을 실시하여 비저항이 낮은 최종의 티타늄 실리사이드막을 형성함으로써, 티타늄 실리사이드막과 N+또는 P+확산층으로 구성되며 낮은 면저항을 갖는 얇은 접합을 완성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 얇은 접합 형성방법.
- 제1항에 있어서, 미반응 티타늄을 제거하는 습식식각 공정시에 사용하는 혼합 용액은 암모니아수, 과산화수소수, 증류수를 1 : 1 : 5의 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 얇은 접합 형성방법.
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