KR100650757B1 - 반도체 소자의 게이트 형성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 소자의 게이트 형성방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 게이트 형성방법은, 소자분리막이 구비된 반도체 기판을 제공하는 단계와, 상기 기판 상에 실리콘계 산화막을 형성하는 단계와, 상기 실리콘계 산화막 상에 게이트 절연막으로서 HfTbO막을 형성하는 단계와, 상기 기판 결과물을 N2O 플라즈마 처리하는 단계와, 상기 기판 결과물을 고온 열처리하는 단계와, 상기 기판 결과물 상에 베리어 금속막과 게이트용 금속막을 순차로 형성하는 단계와, 상기 게이트용 금속막, 베리어 금속막, HfTbO막 및 실리콘계 산화막을 순차로 식각하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 금속계 게이트에 게이트 산화막 물질로서 유전상수가 큰 HfTbO(ε=30∼50) 삼원계 고유전막을 채용함으로써, 게이트 산화막의 유효 두께를 낮출 수 있음은 물론 누설전류 발생 억제력을 향상시킬 수 있다.
Description
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 게이트 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 HfTbO막 증착 과정을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 반도체 기판 2 : 소자분리막
3 : 실리콘계 산화막 4 : HfTbO막
5 : 베리어 금속막 6 : 게이트용 금속막
7 : 마스크패턴 8 : 게이트
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 반도체 소자의 게이트 형성방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 집적도가 급격하게 증가되는 추세에서, 모스팻(MOSFET) 소자의 게이트 도전막으로 주로 사용되어온 폴리실리콘막 또는 폴리사이드막으로는 미 세 선폭에서 요구되는 저저항값을 구현하는데 한계가 있는 바, 새로운 물질 및 구조의 게이트에 대한 개발이 필요하게 되었고, 그래서, 금속 게이트에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다.
한편, 상기 게이트 도전막 뿐 아니라, 게이트 절연막의 경우도 고집적화가 진행됨에 따라 그 구성 재료의 개선이 요구되고 있다. 일반적으로, 모스팻(MOSFET) 소자의 게이트 절연막 재료로는 열산화에 의한 실리콘 산화막(SiO2)이 이용되어져 왔다. 그런데, 반도체 소자의 집적도가 증가되면서, 게이트 절연막의 두께 감소가 함께 요구되고 있는데, 게이트 절연막의 재료로서 실리콘 산화막이 이용되는 경우, 게이트 절연막의 두께가 너무 얇아지게 되면, 상기 게이트 절연막을 통해 다이렉트 터널링(direct tunneling)에 의한 누설 전류가 커지기 때문에, 결과적으로, 소자 특성이 안정적이지 못하게 된다.
그러나, 실리콘 산화막(SiO2) 보다 유전율이 큰 고유전 물질을 게이트 절연막 재료로 적용할 때, 실리콘 산화막(SiO2)을 사용하는 경우와 비교하여 유효 두께를 현저히 낮출 수 있게 된다. 그러므로, 고집적 소자에 적용할 수 있는 고유전 물질을 게이트 절연막 재료로 이용하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있고, 그 예로서, HfO2(ε=20) 또는 Ta2O5(ε=25)막 등의 고유전 물질에 대한 연구가 이루어지고 있다.
상기 HfO2 또는 Ta2O5 막은 SiO2에 비해 5∼6배 정도의 높은 유전율을 갖는 것과 관련해서 게이트 산화막의 유효 두께를 손쉽게 감소시킬 수 있으며, 그래서, 고집적 소자의 제조에 유리하게 적용할 수 있다.
그러나, 상기 HfO2막은 그 물질 특성상 열적 안정성이 취약하고, Ta2O5 막은 높은 누설전류 특성을 갖는다는 문제점이 있다. 그러므로, 상기 HfO2 또는 Ta2O5막들을 게이트 절연막 물질로 적용하기 위해서는, 그 증착 후에 누설 전류 특성 및 막질 개선을 위한 열처리가 필수적으로 수행되어야 한다. 그런데, 상기 후속 열처리가 진행됨에 따라, 게이트 절연막과 실리콘 기판의 계면에 저유전율 물질인 SiOX, Hf1-XSiXO2막등이 형성됨으로써, 실질적으로 원하는 수준의 유효두께 감소 효과를 얻지 못한다.
또한, 금속계 게이트 전극에 상기 Ta2O5막을 게이트 절연막으로 적용할 때, 게이트 전극의 일함수(Work Funtion)가 크기 때문에 NMOS 영역의 문턱전압이 1V 이상이 나오고, 이러한 높은 문턱전압을 낮추기 위해 B(보론) 대신 P(인)를 이온주입해야 하였다. 그런데, 이 경우 NMOS 영역에 매몰채널(Buried Channel)이 형성되므로 여러 가지 문제점이 발생된다.
결국, 상기 HfO2 또는 Ta2O5막을 게이트 산화막 물질로 적용함에 있어서, 종래 기술로는 유효 두께, 누설 전류 특성, 열적 안정성 및 문턱전압 조절의 용이성 모두를 만족시킬 수 없다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고유전 물질의 게이트 산화막 물질로의 적용시에 유효 두께, 누설 전류 특성, 열적 안정성 및 문턱전압 조절의 용이성 모두를 만족시킬 수 있는 게이트 형성 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 게이트 형성방법은, 소자분리막이 구비된 반도체 기판을 제공하는 단계; 상기 기판 상에 실리콘계 산화막을 형성하는 단계; 상기 실리콘계 산화막 상에 게이트 절연막으로서 HfTbO막을 형성하는 단계; 상기 기판 결과물을 N2O 플라즈마 처리하는 단계; 상기 기판 결과물을 고온 열처리하는 단계; 상기 기판 결과물 상에 베리어 금속막과 게이트용 금속막을 순차로 형성하는 단계; 및 상기 게이트용 금속막, 베리어 금속막, HfTbO막 및 실리콘계 산화막을 순차로 식각하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 실리콘계 산화막은 실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 질산화막(SiON)으로 형성하되, RTP(Rapid Thermal Process : 이하, RTP) 방식으로 700∼1100℃ 온도에서 15Å이하 두께로 형성한다.
상기 HfTbO막은 ALD 방법에 따라 300∼500℃의 온도에서 20∼500Å의 두께로 형성한다.
여기서, 상기 ALD 방법을 이용한 HfTbO막의 증착은, Hf 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, 반응가스 플로우 단계 및 퍼지 단계의 HfXOY 박막 증착 싸이클(회수:n)과 Tb 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, 반응가스 플로우 단계 및 퍼지 단계의 TbXOY 박막 증착 싸이클(회수:m)을 n:m이 9:1 이하가 되도록 반복 수행하는 방식으로 진행하거나, 또는, Hf 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, Tb 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, 반응가스 플로우 단계 및 퍼지 단계의 HfTbO 박막 증착 싸이클을 Hf 소오스가스 플로우 및 퍼지 회수(n')와 Tb 소오스가스 플로우 및 퍼지 회수(m')를 n':m'이 9:1 비율 이하가 되도록 제어하면서 반복 수행하는 방식으로 진행한다.
이때, 상기 HfTbO막의 증착은 Hf의 소오스가스로 C16H36HfO4를 사용하거나 Hf를 함유한 다른 유기금속화합물(TDEAHf, TEMAHf 등)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하고, 반응가스로 O3, 플라즈마 O2 및 H2O 증기로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용한다. 이때, 상기 소오스가스는 50∼500sccm을 플로우시키고, 반응가스는 0.1∼1slm을 플로우시키며, 특히, 반응가스가 O3인 경우 그 농도범위를 200±20g/m3로 한다.
또한, 상기 HfTbO막의 증착은 Tb의 소오스가스로 Tb(OC2H5)3를 사용하거나 Tb를 함유한 다른 유기금속화합물(Tb(CH3)3 등)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하고, 반응가스로 O3, 플라즈마 O2 및 H2O 증기로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용한다. 이때, 상기 소오스가스는 50∼500sccm을 플로우시키고, 반응가스는 0.1∼1slm을 플로우시키며, 특히, 반응가스가 O3인 경우 그 농도범위를 200±20g/m3로 한다.
상기 HfTbO막의 N2O 플라즈마 처리는, HfTbO막내 유기물 및 질소를 제거하고 산소 결핍지역에 산소를 공급하여주기 위한 저온 어닐링 공정으로서, 100∼500W의 RF 전력을 갖는 플라즈마를 이용해서, 200∼500℃ 온도범위와 0.1∼10torr 압력범위에서, N2O 가스 분위기로 1∼5분 동안 진행한다.
상기 HfTbO막의 고온 열처리는, 비정질 HfTbO막의 결정화를 유도하여 궁극적으로 HfTbO막의 유전성을 향상시키기 위한 열처리 단계로서, N2 또는 O2/N2(O2/N2=0.1이하) 분위기에서 500∼900℃의 온도로 진행한다.
여기서, 상기 고온 열처리는 전기로를 이용하여 600∼800℃ 온도로 상기 선택된 가스를 5sccm∼5slm만큼 플로우 시키면서 진행하거나, RTP를 이용하여 500∼800℃ 온도로 상압(700∼760torr) 또는 감압(1∼100torr) 챔버내에서 상기 선택된 가스를 5sccm∼5slm만큼 플로우 시키면서 진행한다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명은 게이트 산화막 물질로서 HfTbO 삼원계 고유전막을 채용한 금속계 게이트를 구성한다.
이 경우, HfTbO(ε=30∼50)막이 종래의 HfO2(ε=20)막 또는 Ta2O5(ε=25)막 보다 유전상수가 크고 누설전류가 적으며 열적 안정성이 뛰어난 물질인 것과 관련해서, 게이트 산화막을 차세대 고집적 소자에 적용하기에 용이한 얇은 두께로 형성시킬 수 있으며 안정정인 누설 전류 특성을 얻을 수 있다.
특히, 상기 HfTbO막은 열적 안정성이 뛰어난 물질인 것과 관련하여, 금속계 게이트 형성공정에서 선택적 산화(Selective oxidation)시 게이트 절연막과 실리콘 기판의 계면에 발생하는 저유전 산화막으로 인한 유효 산화막(Teff) 두께 증가 현상 을 억제할 수 있다. 또한, 후속되는 산화분위기에서의 열처리 공정에 대한 저항성이 증가된다.
또한, 종래 Ta2O5막을 금속계 게이트의 절연막으로 적용할 경우, 게이트 전극의 일함수(Work Funtion)가 크기 때문에 NMOS 영역의 문턱전압이 1V 이상이 나오고, 이러한 높은 문턱전압을 낮추기 위해 B(보론) 대신 P(인)를 이온주입해야 하였다. 그런데, 이 경우 NMOS 영역에 매몰채널(Buried Channel)이 형성되므로 여러 가지 문제점이 발생된다. 그러나, 본 발명의 HfTbO막의 경우 Ta2O5막에 비하여 문턱전압 조절이 용이하고, 따라서, 소자의 신뢰성이 향상된다.
결과적으로, HfTbO 막을 채용한 금속계 게이트는 유효 두께, 누설 전류 특성, 열적 안정성 및 문턱전압 조절의 용이성 모든 면에서 종래의 HfO2(ε=20)막 또는 Ta2O5(ε=25)막을 채용한 금속계 게이트에 비해 우수하며 차세대 디램 제품에 용이하게 적용할 수 있다.
자세하게, 도 1a 내지 도 1d는 본 발명에 따른 반도체 소자의 게이트 형성방법을 설명하기 위한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(1)의 표면에 공지된 STI(Shallow Trench Isolation) 공정으로 액티브영역을 한정하는 소자분리막들(2)을 형성하고, 이어서, 상기 반도체 기판(1)의 계면특성이 향상되도록 기판(1) 상에 실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 질산화막(SiON)과 같은 실리콘계 산화막(3)을 RTP(Rapid Thermal Process) 방식으로 O2 또는 N2O 가스 분위기 및 700∼1100℃ 온도 범위에서 15Å이하 두께로 형성한다. 여기서, 특히, 상기 실리콘 질산화막은 후 속 O2 분위기에서 열처리시 반도체 기판(1)의 산화를 억제하는 역할을 한다.
그런다음, 상기 실리콘계 산화막(3) 상에 게이트 절연막으로서 HfTbO막(4)을 ALD 방법에 따라 300∼500℃의 온도에서 20∼500Å의 두께로, 바람직하게는, 20∼100Å의 두께로 형성한다.
도 2는 ALD 공정에 따른 HfTbO막(4) 증착 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 상기 HfTbO막(4)의 증착은, 도시된 바와 같이, Hf 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, 반응가스 플로우 단계 및 퍼지 단계의 HfXOY 박막 증착 싸이클(회수:n)과 Tb 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, 반응가스 플로우 단계 및 퍼지 단계의 TbXOY 박막 증착 싸이클(회수:m)을 n:m이 9:1 이하가 되도록 반복 수행하는 방식으로 진행하거나, 또는, Hf 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, Tb 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, 반응가스 플로우 단계 및 퍼지 단계의 HfTbO 박막 증착 싸이클을 Hf 소오스가스 플로우 및 퍼지 회수(n')와 Tb 소오스가스 플로우 및 퍼지 회수(m')를 n':m'이 9:1 비율 이하가 되도록 제어하면서 반복 수행하는 방식으로 진행한다.
이때, 상기 HfTbO막(4)의 증착은 Hf의 소오스가스로 C16H36HfO4를 사용하거나 Hf를 함유한 다른 유기금속화합물(TDEAHf, TEMAHf 등)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하고, 반응가스로 O3, 플라즈마 O2 및 H2O 증기로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용한다. 이때, 상기 Hf의 소오스가스는 50∼500sccm을 플로우시키고, 상기 반응가스는 0.1∼1slm을 플로우시킨다. 특히, 반응가스가 O3인 경우 그 농도는 200±20g/㎥으로 한다.
또한, 상기 HfTbO막(4)의 증착은 Tb의 소오스가스로 Tb(OC2H5)3를 사용하거나 Tb를 함유한 다른 유기금속화합물(Tb(CH3)3 등)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하고, 반응가스로 O3, 플라즈마 O2 및 H2O 증기로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용한다. 이때, 상기 Tb의 소오스가스는 50∼500sccm을 플로우시키고, 상기 반응가스는 0.1∼1slm을 플로우시킨다. 특히, 반응가스가 O3인 경우 그 농도는 200±20g/㎥으로 한다.
도 1b를 참조하면, ALD 방법에 따라 상기 HfTbO막(4)을 형성한 후, HfTbO막(4)내 유기물 및 질소를 제거하고 산소 결핍지역에 산소를 공급하여주기 위하여 N2O 플라즈마로 저온 어닐링을 수행한다. 여기서, 상기 N2O 플라즈마를 이용한 저온 어닐링은, 100∼500W의 RF 전력을 갖는 플라즈마를 이용해서, 200∼500℃ 온도범위와 0.1∼10torr 압력범위에서, N2O 가스 분위기로 1∼5분 동안 수행한다.
그런다음, 상기 HfTbO막(4)의 결정화를 유도하여 궁극적으로 HfTbO막(4)의 유전성을 향상되도록, 전기로 열공정 또는 RTP 방식으로, N2 또는 O2/N2(O2/N2=0.1이하) 분위기에서 500∼900℃ 온도로 고온 열처리을 수행한다. 이때, 상기 전기로를 이용한 고온 열처리는 600∼800℃ 온도로 상기 선택된 가스를 5sccm∼5slm만큼 플로우 시키면서 수행하고, RTP를 이용한 고온 열처리는 500∼800℃ 온도로 상압(700∼760torr) 또는 감압(1∼100torr) 챔버내에서 상기 선택된 가스를 5sccm∼5slm만큼 플로우 시키면서 수행한다.
그런 후, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 HfTbO막(4) 상에 TiN 또는 WN와 같은 베리어 금속막(5)을 형성한다. 그런다음, 상기 베리어 금속막(5) 상에 게이트 용 금속막(6)으로서 WSix, TiSix 및 W로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 금속막(6)을 형성한다. 그런다음, 상기 게이트용 금속막(6) 상에 게이트 패턴 형성을 위한 마스크패턴(7)을 형성한다.
도 1d를 참조하면, 상기 마스크패턴(7)을 식각장벽으로 이용해서 상기 게이트용 금속막(6), 베리어 금속막(7), HfTbO막(4) 및 실리콘계 산화막(3)을 순차로 식각하여 게이트(8)를 형성한다.
이후, 도시하지는 않았으나, 공지의 후속 공정을 수행하여 본 발명의 반도체 소자를 완성한다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 게이트 산화막 물질로서 유전상수가 큰 HfTbO(ε=30∼50) 삼원계 고유전막을 채용한 금속계 게이트를 구성함으로써, 게이트 산화막의 유효 두께를 낮출 수 있음은 물론 누설전류 발생 억제력을 향상시킬 수 있는 바, 고집적 메모리 제품에서 요구하는 얇은 두께의 안정된 누설전류 특성을 갖는 금속계 게이트를 구현할 수 있다.
게다가, 상기 HfTbO막은 후속 열공정 및 산화분위기에 대한 저항성이 종래의 HfO2(ε=20)막 또는 Ta2O5(ε=25)막 보다 크므로, 금속 게이트 적용시 사용되는 선 택적 산화(Selective oxidation)공정시 유효 산화막(Teff) 두께 증가 현상이 억제되고, H2 리치(rich) 산화분위기에서 신뢰성 저하에 대한 저항성이 커지기 때문에, 소자의 내구성 및 신뢰성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
더불어, 본 발명에서 HfTbO막을 게이트 산화막으로 적용한 금속계 게이트가 종래 Ta2O5막을 적용한 게이트에 비하여 문턱전압 조절이 용이하다.
결과적으로, 본 발명에서 HfTbO막을 채용한 금속계 게이트는 유효 두께, 누설 전류 특성, 열적 안정성 및 문턱전압 조절의 용이성 모든 면에서 종래의 HfO2(ε=20)막 또는 Ta2O5(ε=25)막을 채용한 금속계 게이트에 비해 우수하며 차세대 디램 제품에 용이하게 적용할 수 있다.
Claims (12)
- 소자분리막이 구비된 반도체 기판을 제공하는 단계;상기 기판 상에 실리콘계 산화막을 형성하는 단계;상기 실리콘계 산화막 상에 게이트 절연막으로서 HfTbO막을 형성하는 단계;상기 기판 결과물을 N2O 플라즈마 처리하는 단계;상기 기판 결과물을 고온 열처리하는 단계;상기 기판 결과물 상에 베리어 금속막과 게이트용 금속막을 순차로 형성하는 단계; 및상기 게이트용 금속막, 베리어 금속막, HfTbO막 및 실리콘계 산화막을 순차로 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘계 산화막은 실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 질산화막(SiON)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘계 산화막은 RTP(Rapid Thermal Process) 방식으로 700∼1100℃ 온도에서 15Å이하 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 HfTbO막은 ALD 방법에 따라 300∼500℃의 온도에서 20∼500Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 ALD 방법을 이용한 HfTbO막의 증착은, Hf 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, 반응가스 플로우 단계 및 퍼지 단계의 HfXOY 박막 증착 싸이클(회수:n)과 Tb 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, 반응가스 플로우 단계 및 퍼지 단계의 TbXOY 박막 증착 싸이클(회수:m)을 n:m이 9:1 이하가 되도록 반복 수행하는 방식으로 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 ALD 방법을 이용한 HfTbO막의 증착은, Hf 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, Tb 소오스가스 플로우 단계, 퍼지 단계, 반응가스 플로우 단계 및 퍼지 단계의 HfTbO 박막 증착 싸이클을 Hf 소오스가스 플로우 및 퍼지 회수(n')와 Tb 소오스가스 플로우 및 퍼지 회수(m')를 n':m'이 9:1 비율 이하가 되도록 제어하면서 반복 수행하는 방식으로 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 HfTbO막의 증착은 Hf의 소오스가스로 C16H36HfO4를 사용하거나 Hf를 함유한 다른 유기금속화합물(TDEAHf, TEMAHf 등)로 구성된 그룹으 로부터 선택되는 어느 하나를 사용하고, 반응가스로 O3(농도 : 200±20g/m3), 플라즈마 O2 및 H2O 증기로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 HfTbO막의 증착은 Tb의 소오스가스로 Tb(OC2H5)3를 사용하거나 Tb를 함유한 다른 유기금속화합물(Tb(CH3)3 등)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하고, 반응가스로 O3(농도 : 200±20g/m3), 플라즈마 O2 및 H2O 증기로 구성된 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,상기 소오스가스는 50∼500sccm을 플로우시키고, 반응가스는 0.1∼1slm을 플로우시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 HfTbO막의 N2O 플라즈마 처리는, 저온 어닐링 공정으로서, 100∼500W의 RF 전력을 갖는 플라즈마를 이용해서, 200∼500℃ 온도범위 및 0.1∼10torr 압력범위에서, N2O 가스 분위기로 1∼5분 동안 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 HfTbO막의 고온 열처리는, N2 또는 O2/N2(O2/N2=0.1 이하) 분위기에서 500∼900℃의 온도로 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 고온 열처리는, 전기로를 이용하여 600∼800℃ 온도로 상기 선택된 가스를 5sccm∼5slm만큼 플로우 시키면서 진행하거나, RTP를 이용하여 500∼800℃ 온도로 상압(700∼760torr) 또는 감압(1∼100torr) 챔버내에서 상기 선택된 가스를 5sccm∼5slm만큼 플로우 시키면서 진행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 게이트 형성방법.
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