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KR100244264B1 - 반도체 소자의 제조 방법 - Google Patents

반도체 소자의 제조 방법 Download PDF

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KR100244264B1 KR1019960066694A KR19960066694A KR100244264B1 KR 100244264 B1 KR100244264 B1 KR 100244264B1 KR 1019960066694 A KR1019960066694 A KR 1019960066694A KR 19960066694 A KR19960066694 A KR 19960066694A KR 100244264 B1 KR100244264 B1 KR 100244264B1
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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 저전압 장치에서 전류의 흐름을 향상시키며 펀치 스루를 방지하는 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 기판상의 소정부위에 제 1게이트 절연막을 구비한 제 1게이트 전극을 형성하고, 상기 제 1게이트 전극 양측의 제 1도전형 기판상에 제 1절연막 측벽을 형성하고, 상기 제 1게이트 전극상에 제 1캡 게이트 절연막을 형성하고, 상기 제 1갭 게이트 절연막을 포함한 전면에 제 1도전형 에피텍시층을 형성하고, 상기 제 1게이트 전극 상측의 제 1도전형 에피텍시층상에 차례로 제 2게이트 산화막, 제 2게이트 전극과 제 2캡 게이트 절연막을 형성하고, 상기 제 2게이트 전극 양측의 제 1도전형 에피텍시층 표면내에 저농도 제 2도전형 소오스/드레인 불순물 영역을 형성하고, 상기 제 2게이트 전극 양측의 제 1도전형 에피텍시층상에 제 2질화막 측벽을 형성하여, 상기 제 2질화막 측벽 양측의 제 1도전형 에피텍시층 표면내에 고농도 제 2도전형 소오드/드레인 불순물 영역을 형성함을 특징으로 한다.

Description

반도체 소자의 제조방법
본 발명은 반도체 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 저전압 장치에서 전류의 흐름을 향상시키며 펀치 스루(Punch Through)를 방지하는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술의 반도체 소자의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 1a에서와 같이, p형인 반도체 기판(11)상에 제 1산화막, 다결정 실리콘, HLD(High-etmperature Low Deposition)막과 제 1감광막을 차례로 형성한 다음, 상기 제 1감광막을 게이트 전극이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상 한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1감광막을 마스크로 이용하여 상기 HLD막, 다결정 실리콘과 제 1산화막을 식각함으로 게이트 산화막(12), 게이트 전극(13)과 캡 게이트 HLD막(14)을 형성하고 상기 제 1감광막을 제거한다.
도 1b에서와 같이, 상기 게이트 전극(13)을 마스크로 이용하여 전면에 저농도 n형 불순물 이온을 주입 및 드라이브 인 확산함으로 제 1소오스/드레인 불순물 영역(15)을 형성한다.
도 1c에서와 같이, 전면에 제 2산화막을 형성한 다음, 에치백하여 상기 게이트 전극(13) 양측에 산호막 측벽(16)을 형성한다. 이어 상기 게이트 전극(13)과 산화막 측벽(16)을 마스크로 이용하여 전면에 고농도 n형 불순물 이온을 주입 및 드라이브 인 확산함으로 제 2소오스/드레인 불순물 영역(17)을 형성한다.
종래의 반도체 소자의 제조 방법은 저전압 장치에서 쇼트 채널에 의해 발생하는 펀치 스루와 같은 현상 때문에 전류 흐름이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 동일 면적에서 2중 채널을 갖는 트랜지스터를 형성함으로 저전압 장치에서 전류의 흐름을 향상시키며 펀치 스루를 방지하는 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 반도체소자이 제조 방법을 나타낸 공정 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체소자의 구조를 나타낸 단면도.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명에 따른 반도체소자의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 반도체 기판 32b : 제 1게이트 산화막
33b : 제 1게이트 전극 35 : 제 1질화막 측벽
36b : 캡 게이트 산화막 38 : p형 에피텍시층
39 : 제 2게이트 산화막 40 : 제 2게이트 전극
41 : 캡 게이트 HLD막 42 : 제 1소오스/드레인 불순물 영역
44 : 제 2소오스/드레인 영역
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 반도체 소자의 제조 방법은 기판상의 소정 부위에 차례로 제 1게이트 절연막, 제 1게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 제 1게이트 전극 양측의 제 1도전형 기판상에 제 1절연막 측벽을 형성하는 단계, 상기 제 1게이트 전극상에 제 1캡 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 제 1캡 게이트 절연막을 포함하여 전면에 제 1도전형 에피텍시층을 형성하는 단계, 상기 제 1게이트 전극 상측의 제 1도전형 에피텍시층상에 차례로 제 2게이트 절연막, 제 2게이트 전극과 제 2켑 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 제 2게이트 전극 양측의 제 1도전형 에피텍시층 표면내에 저농도 제 2도전형 소오드/드레인 불순물 영역을 형성하는 단계, 상기 제 2게이트 전극 양측의 제 1도전형 에피텍시층상에 제 2절연막 측벽을 형성하는 단계와, 상기 제 2 캡 게이트 절연막 양측의 제 1도전형 에피텍시층 표면내에 고농도 제 2도전형 소오스/드레인 불순물 영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 반도체 소자 및 그의 제조 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2에서와 같이, p형인 반도체 기판(31), 상기 반도체 기판(31)상의 소정부위에 제 1산화막(32a)으로 형성된 제 1게이트 산화막(32b), 상기 제 1게이트 산화막(32b)상에 고농도 n형 불순물이 주입된 제 1다결정 실리콘(33a)으로 형성되는 제 1게이트 전극(33b), 상기 제 1게이트 전극(33b) 양측의 반도체 기판(31)상에 제 1질화막으로 형성되는 제 1질화막 측벽(35), 상기 제 1게이트 전극(33b)상에 제 2산화막(36a)으로 형성되는 캡 게이트 산화막(36b), 상기 캡 게이트 산화막(36b)을 포함한 전면에 형성되어 전면에 평탄화하는 p형 에피텍시(Epitaxi)층(38), 상기 제 1게이트 전극(33b) 상측의 상기 p형 에피텍시층(38)상에 차례로 형성되는 제 2게이트 산화막(39), 제 2 게이트 전극(40)과 캡 게이트 HLD막(41), 상기 제 2게이트 전극(40) 양측의 p형 에피텍시층(38) 표면내에 저농도 n형 불순물 이온이 주입 및 드라이브 인 확산되어 형성되는 제 1소오스/드레인 불순물 영역(42), 상기 제 2게이트 전극(40) 양측의 p형 에피텍시층(38)상에 제 2질화막으로 형성되는 제 2질화막 측벽(43)과 상기 제 2질화막 측벽(43) 양측의 p형 에피텍시층(38) 표면내에 고농도 n형 불순물 이온이 주입 및 드라이브 인 확산되어 형성되는 제 2소오드/드레인 불순물 영역(44)을 포함하여 본 발명의 트랜지스터가 형성된다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 반도체소자의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 3a에서와 같이 p형인 반도체 기판(31)상에 제 1산화막(32a)과 고농도 n형 불순물 이온이 주입된 제 1다결정 실리콘(33a)을 차례로 형성한다.
도 3b에서와 같이, 상기 제 1다결정 실리콘(33a)상에 제 1감광막(34)을 도포한 다음, 상기 제 1감광막(34)을 제 1게이트 전극이 형성될 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 1감광막(34)을 마스크로 이용하여 상기 제 1다결정 실리콘(33a)과 제 1산화막(32a)을 식각함으로 제 1게이트 산화막(32b)과 제 1게이트 전극(33b)을 형성한다.
도 3c 에서와 같이, 상기 제 1감광막(34)을 제거한 다음, 상기 제 1게이트 전극(33b)을 포함하여 전면에 제 1질화막을 형성한 후, 상기 제 1질화막을 에치백하여 상기 제 1게이트 전극(33b)양측에 제 1질화막 측벽(35)을 형성한다. 이어 상기 제 1질화막 측벽(35)을 포함한 전면에 열처리하여 상기 제 1질화막 측벽(35)을 제외한 반도체 기판(31)과 제 1게이트 전극(33b)상에 제 2산화막(36a)을 성장시킨다.
도 3d 에서와 같이, 상기 제 2산화막(36a)을 포함한 전면에 제 2감광막(37)을 도포한 다음, 상기 제 2감광막(37)을 상기 제 1게이트 전극(33a) 상측에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 2감광막(37)을 마스크로 이용하여 상기 제 2산화막(36a)을 선택적 식각함으로 캡 게이트 산화막(36b)을 형성한다.
도 3e에서와 같이, 상기 제 2감광막(37)을 제거하고, 상기 캡 게이트 산화막(36b)을 포함한 전면에 p 형 에피텍시층(38)을 성장시킨다. 상기 p 형 에피텍시층(38)의 성장으로 전면이 평탄해진다.
도 3f에서와 같이, 상기 p형 에피텍시층(38)상에 제 3산화막, 제 2다결정 실리콘, HLD막과 제 3감광막을 차례로 형성한 다음, 상기 제 3감광막을 상기 제 1게이트 전극(33)의 상측 부위에만 남도록 선택적으로 노광 및 현상한 후, 상기 선택적으로 노광 및 현상된 제 3감광막을 마스크로 이용하여 상기 HLD막과, 제 2다결정 실리콘과 제 3산화막을 선택적으로 식각함으로 제 2게이트 산화막(39), 제 2게이트 전극(40)과 캡 게이트 HLD막(41)을 형성하고, 상기 제 3감광막을 제거한다. 이어 상기 제 2게이트 전극(40)을 마스크로 이용하여 전면에 저농도 n형 불순물 이온을 주입 및 드라이브 인 확산함으로 제 1소오드/드레인 불순물 영역(42)을 형성한다.
도 3g에서와 같이, 전면에 제 2질화막을 형성한 다음, 에치백하여 상기 제 2게이트 전극(40) 양측의 p형 에피텍시층(38)상에 제 2질화막 측벽(43)을 형성한다. 이어 상기 제 2게이트 전극(40)과 제 2질화막 측벽(43)을 마스크로 이용하여 전면에 고농도 n형 불순물 이온을 주입 및 드라이브 인 확산함으로 제 2소오스/드레인 불순물 영역(44)을 형성한다.
본 발명의 반도체 소자의 제조 방법은 동일 면적에서 2중 채널을 갖는 트랜지스터를 형성함으로 저전압 장치에서 전류의 흐름을 향상시키며 펀치 스루를 방지하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 기판상의 소정부위에 차례로 제 1게이트 절연막, 제 1게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 제 1게이트 전극 양측의 제 1도전형 기판상에 제 1절연막 측벽을 형성하는 단계, 상기 제 1게이트 전극상에 제 1캡 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 제 1캡 게이트 절연막을 포함하여 전면에 제 1도전형 에피텍시층을 형성하는 단계, 상기 제 1게이트 전극 상측의 제 1도전형 에피텍시층상에 차례로 제 2게이트 절연막, 제 2게이트 전극과 제 2캡 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 제 2게이트 전극 양측의 제 1도전형 에피텍시층 표면내에 저농도 제 2도전형 소오스/드레인 불순물 영역을 형성하는 단계, 상기 제 2게이트 전극 양측의 제 1도전형 에피텍시층상에 제 2절연막 측벽을 형성하는 단계, 상기 제 2 캡 게이트 절연막 양측의 제 1도전형 에피텍시층 표면내에 고농도 제 2도전형 소오드/드레인 불순물 영역을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1게이트 전극은 고농도 제 2도전형 불순물이 주입된 다결정실리콘으로 형성함을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1캡 게이트 절연막을 산화막으로, 제 2캡 게이트 절연막을 HLD으로 형성함을 특징으로 하는 반도체소자의 제조 방법.
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