KR980012141A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR980012141A KR980012141A KR1019960029937A KR19960029937A KR980012141A KR 980012141 A KR980012141 A KR 980012141A KR 1019960029937 A KR1019960029937 A KR 1019960029937A KR 19960029937 A KR19960029937 A KR 19960029937A KR 980012141 A KR980012141 A KR 980012141A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- region
- source
- gate
- lightly doped
- conductivity type
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 claims 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 7
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 3
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
본 발명은 반도체장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로서 제 1 도전형의 반도체기판과, 상기 반도체기판 상의 소정 부분에 형성되어 활성영역을 한정하는 소자분리막과, 상기 활성영역 내의 소정 부분 상에 형성된 게이트 산화막과 상기 게이트산화막 상에 순차적으로 형성된 게이트와, 상기 게이트를 마스크로 사용하여 형성된 제 2 도전형의 불순물이 고농도로 도핑된 소오스 및 드레인 영역과, 상기 게이트를 마스크로 사용하여 상기 소오스 및 드레인영역의 하부에 형성된 제 2 도전형의 불순물의 제 1 저농도영역과, 상기 게이트 및 이온 주입 방지용 측벽을 마스크로 사용하여 상기 제 1 저농도 영역의 하부에 형성된 제 2 도전형의 불순물의 제 2 저농도영역과, 상기 게이트와 소오스 및 드레인영역의 소정 부분 상에 형성된 오믹접촉층과, 상기 게이트 및 오믹접촉층의 측면에 형성된 측벽과, 상기 게이트와 오믹접촉층을 마스크로 사용하여 불순물이 소정 경사각을 갖고 고농도로 도핑되며 상기 소오스 및 드레인영역 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 저농도영역을 에워싸도록 형성된 제 1 도전형의 포켓영역을 포함한다. 따라서, 제 1 및 제 2 저농도 영역이 소오스 및 드레인영역의 하부에만 형성되므로 소오스저항을 감소시켜 전류 구동 능력을 향상시킬 수 있으며, 또한 소오스 및 드레인영역과 반도체기판이 제 1 및 제 2 저농도영역에 의해 경사 접합을 이루므로 PN 접합면의 내압을 증가시킬 수 있다.The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device and a method of fabricating the same. The semiconductor device includes a semiconductor substrate of a first conductivity type, an element isolation film formed on a predetermined portion of the semiconductor substrate, A source and drain regions formed on the gate oxide film in sequence, a source and drain region doped with impurities of a second conductivity type formed by using the gate as a mask at a high concentration, and a source region and a drain region, A second lightly doped region of an impurity of a second conductivity type formed in the lower portion of the first lightly doped region by using the gate and the side wall for preventing ion implantation as a mask and a second lightly doped region of a second conductivity type impurity, An ohmic contact layer formed on a predetermined portion of the gate and the source and drain regions, And a gate electrode formed on the sidewall of the ohmic contact layer. The gate electrode and the ohmic contact layer are used as a mask so that the impurity is heavily doped with a predetermined inclination angle and the source and drain regions as well as the first and second lightly doped regions are surrounded And a pocket region of the first conductivity type formed. Therefore, since the first and second lightly doped regions are formed only under the source and drain regions, the current driving capability can be improved by reducing the source resistance, and the source and drain regions and the semiconductor substrate can be formed in the first and second lightly doped regions The inner pressure of the PN junction surface can be increased.
Description
제1도는 종래 기술에 따른 반도체장치의 단면도1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the prior art;
제2도(A)내지 (D)는 제1도에 도시된 반도체장치의 제조 공정도Figs. 2 (A) to 2 (D) show the manufacturing process of the semiconductor device shown in Fig. 1
제3도는 본 발명에 따른 반도체장치의 단면도3 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the present invention;
제4도(A)내지 (D)는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조 공정도4 (A) to 4 (D) are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to the present invention
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
31 : 실리콘기판 33 : 소자분리막31: silicon substrate 33: element isolation film
35 : 게이트산화막 37 : 게이트35: gate oxide film 37: gate
39, 40 : 소오스 및 드레인영역 41, 45 : 제 1 및 제 2 저농도영역39, 40: source and drain regions 41, 45: first and second low concentration regions
43, 51 : 측벽 47 : 오믹접촉층43, 51: side wall 47: ohmic contact layer
49 : 포켓영역49: pocket area
본 발명은 반도체장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 전류 구동 능력을 향상시키며 고내압 특성을 갖는 반도체장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 반도체 장치가 고집적화됨에 따라 각각의 셀은 미세해져 내부의 전계 강도가 증가된다. 이러한 전계 강도의 증가는 소자 동작시 드레인 부근의 공핍층에서 채널영역의 캐리어를 가속시켜 케이트산화막으로 주입시키는 핫- 캐리어 효과(hot-carrier dffect)를 일으킨다. 상기 게이트산화막에 주입된 캐리어는 반도체기판과 게이트산화막의 계면에 준위를 생성시켜 드레쉬홀드전압(threshold voltage : VTH)을 변화시키거나 상호 컨덕턴스를 저하시켜 소자 특성을 저하시킨다. 그러므로, 핫-캐리오 효과에 의한 소자 특성의 저하를 감소시키기 위해 LDD(Lightly Drain), 2중 확산 드레인 또는 DI-LDD(Douvble lmplant LDD) 등 과 같이 드레인 구조를 변화시킨 구조를 사용하여야 한다. 제 1 도는 종래 기술에 따른 반도체장치의 단면도이다. 종래 기술에 따른 반도체장치는 P형의 반도체기판(11) 상에 선택산화방법인LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 등의 방법에 의해 소자의 활성영역을 한정하는 소자분리막(13)이 형성된다. 반도체기판(11)의 활성영역상에 게이트산화막(15)을 개재시켜 게이트(17)가 형성되고, 이 게이트(17)상에 고융점 금속의 실리사이드(refractory metal silicide)로 형성된 오믹 접촉층(27)이 형성된다. 게이트(17) 및 오믹접촉층(27)의 측면에 측벽(29)이 형성된다. 그리고, 게이트(17) 양측의 반도체기판(11)에 게이트(17)를 마스크로 사용하여 LDD 구조를 이루며 채널을 한정하는 N형의 불순물이 저농도로 도핑된 저농도영역(19), 상기 게이트(17)와 이온주입 방지용 측벽(도시 되지 않음)을 마스크로 사용하여 저농도영역(19)과 소정 부분이 중첩되게N형의 불순물이 고농도로 도핑된 소오스 및 드레인영역(23)(24)이 형성된다. 소오스 및 드레인영역(23)(24)의 표면에도 오믹접촉층(27)이 형성된다. 그리고, 게이트(17)와 오믹접촉층(19)을 마스크로 사용하여 P형의 불순물이 고농도로 도핑된 포켓영역(pocket rdsion : 25)이 형성된다. 상기 포켓영역(25)은 불순물 이온을 25∼30°정도의 경사각을 갖도록 주입하여 형성되는 소오스 및 드레인영역(23)(24) 뿐만 아니라 저농도영역(19)을 에워싸도록 형성되어 단 채널효과를 방지한다. 제 2 도(A)내지(D)는 종래의 반도체장치의 제조공정도이다. 제 2 도(A)를 참조하면, P형의 반도체기판(11) 표면의 소정 부분에 통상의 선택산화방법인 LOCOS(Locl Oxidation of Silicon)방법에 의해 소자분리막(13)을 형성하여 소자의 활성영역을 한정한다. 그리고 반도체기판(11)의 활성영역 내에 산화막과 다결정실리콘을 순차적으로 증착한 후 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 패터닝하여 케이트산화막(15)과 게이트(17)를 형성한다. 그리고 상기 게이트(17)를 마스크로 이용하여 반도체기판(11)과 반대 도전형인 N형의 불순물을 저농도로 이온 주입하여 LDD를 형성하기 위한 저농도영역(19)을 형성한다. 제 2 도(B)를 참조하면, 게이트(17)의 측면에 이온 주입 방지용 측벽(21)을 형성한다. 상기 이온 주입 방지용 측벽(21)은 상술한 구조의 전 표면에 산화실리콘 또는 질화 실리콘을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposion : 이하 ,CVD라 칭함) 방법으로 증착한 후 에치백(etchback)하여 형성한다. 그리고, 게이트(17) 및 측벽(21)을 마스크로 사용하여 상기 N형의 불순물을 저농도영역(19)과 소정 부분 중첩되게 이온 주입하여 소오스 및 드레인 영역(23)(24)을 형성한다. 상기에서, 소오스 및 드레인영역(23)(24)을 형성할 때 저농도영역(19)을 형성할 때 보다 큰 에너지로 이온을 주입한다. 제 2 도(C)를 참조하면, 게이트(17)와 소오스 및 드레인영역(23)(24)의 표면에 금속 실리사이드로 이루어진 오믹접촉층(27)을 형성한다. 상기 오믹접촉층(27)은 상술한 구조의 표면에 티타늄(Ti)또는 텅스텐(W) 등의 고융점 금속을 CVD방법으로 증착하고 실리콘과 반응하도록 열처리하므로써 형성된다. 이때, 상기 고융점 금속은 소자분리막(13) 및 측벽(21)을 이루는 절연물질과 반응되지 않으므로 이후에 제거된다. 제 2 도(D)를 참조하면, 상기 측벽(21)을 제거하여 저농도영역(19)을 노출시킨다. 그리고, 오믹접촉층(27)과 게이트(17)를 마스크로 사용하여 P형의 불순물을 25∼30°정도의 경사각을 갖도록 고농도로 이온 주입하여 소오스 및 드레인영역(23)(24) 뿐만 아니라 저농도영역(19)을 에워싸는 포켓영역(25)을 형성한다. 그 다음 게이트(17) 및 오믹접촉층(27)의 측면에 게이트(17)와 소오스 및 드레인영역(23)(24) 사이가 단락되는 것을 방지하는 측벽(29)을 형성한다. 상술한 종래의 반도체장치는 소오스 및 드레인영역(23)(24), 저농도영역(19) 및 포켓영역(25)은 서로N+/N-, N+/P+접합면을 이루므로 드레인영역(23)에 전압이 인가되면 전계가 상기 접합면들에 분산되어 형성되므로 단 채널 효과에 의한 소오스영역(23)과 드레인영역(24) 사이의 펀치스루우를 방지할 수 있다. 그러나, 상술한 반도체장치는 저농도영역에 으해 소오스 저항이 증가되므로 전류 구동 능력이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 고농도의 소오스 및 드레인영역이 기판이 PN 접합을 이루므로 누설 전류가 흐르게 되어 작은 전압에 의해 접합면이 파괴되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명의 목적은 소오스 저항을 감소시켜 전류 구동 능력을 향상시킬 수 있는 반도체장치를 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 PN접합면의 내압을 증가시킬 수 있는 반도체장치를 제공함에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 소오스 저항을 감소시키며 소오스 및 드레인영역이 기판과 PN 접합되는 것을 방지하여 내압을 향상시킬 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공함에 있다. 상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치는 제 1 도전형의 반도체기판과, 상기 반도체기판 상의 소정 부분에 형성 되어 활성영역을 한정하는 소자분리막과, 상기 활성영역 내의 소정 부분 상에 형성된 게이트산화막과 상기 게이트산화막 상에 순차적으로 형성된 게이트와, 상기 게이트를 마스크로 사용하여 형성된 제 2 도전형의 불순물이 고농도로 도핑된 소오스 및 드레인영역과, 상기 게이트를 마스크로 사용하여 상기 소오스 및 드레인영역의 하부에 형성된 제 2 도전형의 불순물의 제 1 저농도영역과, 상기 게이트 및 이온 주입을 방지용 측벽을 마스크로 사용하여 상기 제 1 저농도영역의 하부에 형성된 제 2 도전형의 불순물의 제 2 저농도 영역과, 상기 게이트와 소오스 및 드레인영역의 소정 부분 상에 형성된 오믹접촉층과, 상기 게이트 및 오믹접촉층의 측면에 형성된 측벽과, 상기 게이트와 오믹접촉층을 마스크로 사용하여 불순물이 소정 경사각을 갖고 고농도로 도핑되며 상기 소오스 및 드레인영역 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 저농도영역을 에워싸도록 형성된 제 1 도전형의 포켓영역을 포함한다. 상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 제조방법은 제 1 도전형의 반도체기판 상의 소정 부분에 소자의 활성영역을 한정하는 소자분리막을 형성하고 상기 활성영역 상의 소정 부분에 게이트산화막 및 게이트를 형성하는 공정과 상기 게이트를 마스크로 사용하여 상기 반도체기판과 반대 도전형인 제 2 도전형의 분순물을 고농도로 도핑한 소오스 및 드레인영역과 상기 소오스 및 드레인영역의 하부에 저농도로 도핑한 제 1 저농도영역을 형성하는 공정과, 상기 게이트의 측면에 제 1 측벽을 형성하는 공정과, 상기 게이트와 제 1 측벽을 마스크로 사용하여 상기 제 1 저농도영역의 하부에 제 2 도전형의 불순물을 저농도로 도핑하여 제 2 저농도영역을 형성하는 공정과, 상기 게이트와 소오스 및 드레인영역 상에 오믹접촉층을 형성하고 상기 제 1 측벽을 제거하는 공정과, 상기 게이트와 오믹접촉층을 마스크로 사용하여 제 1 도전형의 불순물을 고농도로 도핑하여 게이트 하부에 형성된 채널의 소정부분에 소오스 및 드레인 영역, 상기 제 1 및 제 2 저농도영역을 에워싸는 포켓영역을 형성하는 공정과, 상기 게이트와 오믹접촉층의 측면에 측벽을 형성하는 공정을 구비한다. 이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 제 3 도는 본 발명에 따른 반도체장치의 단면도이다. 본 발명에 따른 반도체장치는 P형의 반도체기판(31) 상의 소정 부분에 활성영역을 한정하는 소자분리막(33)이 형성된다. 상기 반도체기판(31)은 N형의 기판에 형성된 P형의 웰영역일 수도 있다. 그리고 활성영역 내의 소정 부분 상에 게이트산화막(35)이 형성되고, 이 게이트산화막(35) 상에 게이트(37)가 형성된다. 반도체기판(31)에 게이트(37)를 마스크로 사용하여 인(P) 또는 아세닉(As) 등의 N형의 불순물이 고농도로 도핑된 소오스 및 드레인영역(39)(40)이 형성되고, 이 소오스 및 드레인영역(39)(40)의 하부에 상기 게이트(37)를 마스크로 사용하여 상기 N형의 불순물이 저농도로 도핑된 제 1 저농도영역(41)이 형성된다. 상기에서 제 1 저농도영역(41)도 소오스 및 드레인영역(39)(40)과 동일하게 게이트(37)를 마스크로 사용하여 형성되므로 소오스 및 드레인영역(39)(40)의 하부에만 형성되고 측면에는 형성되지 않는다. 그리고 제 1 저농도영역(41)의 하부에 이온 주입 방지용 측벽(도시되지 않음)을 마스크로 사용하여 상기 N형의 불순물이 저농도로 도핑된 제 2 저농도영역(45)이 형성된다. 상기에서, 제 2 저농도영역(45)은 제 1 저농도 영역(41) 보다 저농도로 형성되어 반도체기판(31)과 PN접합을 이룬다. 그러므로, 그농도로 도핑된 소오스 및 드레인영역(39)(40)과 반도체기판(31)은 사이에 형성된 저농도로 도핑된 제 1 및 제 2 저농도 영역(41)(45)에 의해 경사 접합(grade junction)을 이루며, 이에 의해, 전계가 분산되어 내고압 특성을 갖는다. 상기에서, 제 1 및 제 2 저농도영역(41)(45)이 소오스영역(39)과 채널 사이에 형성되지 않으므로 소오스저항이 감소되어 전류구동 능력이 향상된다. 게이트(37)와 소오스 및 드레인영역(39)(40) 상에 티타늄(Ti), 텅스턴(W), 몰리브덴(Mo), 탄탈늄(Ta), 또는 코발트(Co) 등의 고융점 금속의 실리사이드로 형성된 오믹접촉층(47)이 형성된다. 반도체기판(31)에 게이트(37)와 오믹접촉층(47)을 마스크로 사용하여 보론(B) 등의 P형 불순물이 고농도로 도핑된 포켓영역(49)이 형성된다. 상기 포켓여역(49)은 불순물 이온을 25∼30°정도의 경사각을 갖도록 주입하여 형성되는 소오스 및 드레인영역(39)(40) 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 저농도영역(41)(45)을 에워싸도록 형성된다. 게이트(37) 및 오믹접촉층(47)의 측벽(51)이 형성된다. 상기에서 본 발명의 실시예를 P형의 반도체기판에 형성된 N모스트랜지스터로 설명하였으나, 본발명의 다른 실시예로서 N형의 반도체기판에 형성된 P모스트랜지스터도 가능하다. 제 4도(A)내지(D)는 본 발명에 따른 반도체장치의 제조 공정도이다. 제 4도(A)를 참조하면, P형 반도체기판(31) 표면의 소정 부분에 소자분리막(33)을 형성하여 소자의 활성영역을 한정한다. 상기에서, 소자 분리막(33)을 통상의 선택산화방법인 LOCOS방법에 의해 4000∼6000A 정도 두께로 형성한다. 그리고, 소자 분리막(33)이 형성되지 않은 반도체기판(31)의 표면을 열산화시킨 게이트산화막(35)과 다결정실리콘으로 이루어진 게이트(37)을 형성한다. 그리고 게이트(37)를 마스크로 사용하여 인 또는 아세닉 등의 N형 불순물을 20∼50KeV 정도의 에너지와 1×1015∼1×1016/㎠ 정도의 농도로 이온 주입하여 소오스 및 드레인영역(39)(40)을 형성하고, 계속해서, 상기N형 불순물을 40∼70KeV 정도의 에너지와 1×1014∼1×1015/㎠ 정도의 농도로 이온주입하여 제 1 저농도영역(41)을 형성한다. 상기에서, 제 1 저농도영역(41)은 소오스 및 드레인영역(39)(40)보다 더 큰 에너지로 이온을 주입하여 형성하므로 소오스 및 드레인영역(39)(40)하부에 형성된다. 제 4 도(B)를 참조하면, 게이트(37)의 측면에 500∼1500Å 정도 두께의 이온 주입 방지용 측벽(43)을 형성한다. 사기 측벽(43)은 산화실리콘 또는 질화실리콘 등의 전연물을 CVD방법에 의해 중착한 후 에치 백(etch back)하여 형성한다. 그리고 게이트(37)와 측벽(43)을 마스크로 사용하여 상기 N형 불순물을 50∼100KeV정도의 에너지와 1×1012∼1×1013/㎠ 정도의 농도로 이온 주입하여 제 2 저농도영역(45)을 형성한다. 상기에서, 제 2 저농도영역(45)은 제 1 저농도영역(41) 보다 더 큰 에너지와 저농도로 이온을 주입하여 형성하므로 제 1 저농도영역(41) 하부에 형성되어 반도체기판(31)과 경사 접합된다. 제 4 도(C)를 참조하면, 게이트(37)와 소오스 및 드레인영역(39)(40)의 소정 부분 상에 티타늄(Ti), 텅스턴(W), 몰리브덴(Mo), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt) 또는 코발트(Co) 등의 고융점 금속의 실리사이드로 이루어진 오믹접촉층(47)을 형성한다. 상기에서, 오믹접촉층(47)은 소자분리막(33) 및 측벽(43)을 포함하는 표면에 상기 고융점 금속을 CVD방법으로 증착한 후 열처리하여 실리콘과 반응시키므로 형성된다. 이때, 상기 고융점 금속은 소자분리막(33) 및 측벽(43)을 이루는 절연물질과 반응되지 않으므로 소자분리막(33) 및 측벽(43)의 상부에는 오믹접촉층(47)이 형성되지 않는다. 그 다음, 상기 소자분리막(33) 및 측벽(43)상의 고융점 금속을 제거 한 후 상기 이온 주입 방지용 측벽(43)을 제거한다. 그리고, 게이트(37)와 오믹접촉층(47)을 마스크로 사용하여 보론 등의 P형 불순물을 25∼30°정도의 경사각을 가지며 50∼100KeV 정도의 에너지와 1×1014∼1×1016/㎠ 정도의 농도로 이온 주입하여 채널의 소정 부분에 소오스 및 드레인 영역(39)(40) 뿐만 아니라 제 1 및 제 2 저농도영역(41)(45)을 에워싸는 포켓영역(49)을 형성한다. 제 4 도(D)를 참조하면, 게이트(37) 및 오믹접촉층(47)의 측면에 게이트(37)와 소오스 및 드레인영역(39)(40) 사이가 단락되는 것을 방지하는 측벽(51)을 형성한다. 상기 측벽(51)은 상술한 구조의 전 표면에 산화실리콘 등의 절연물질을 CVD방법으로 증착한 후 에치 백하여 형성한다. 상기 측벽(51)은 산화실리콘 등의 전연물질을 CVD 방법에 의해 증착한 후 에치백(ctch back)하여 형성한다. 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체장치는 N형의 불순물이 고농도로 도핑된 소오스 및 드레인영역의 하부에 N형의 불순물이 저농도로 도핑된 제 1 제 2 저농도영역이 형성되되 제 2 저농도영역이 제 1 저농도영역보다 저농도로 형성되어 소오스 및 드레인영역과 반도체기판이 사이에 저농도로 도핑되어 형성된 제 1 및 제 2 저농도영역에 의해 경사 접합을 이룬다. 따라서, 제 1 및 제 2 저농도영역이 소오스 및 드레인영역의 하부에만 형성되므로 소오스저항을 감소시켜 전류 구동 능력을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다. 그리고, 소오스 및 드레인영역과 반도체기판이 제 1 및 제 2 저농도 영역에 의해 경사접합을 이루므로 PN 접합면의 내압을 증가시킬 수 있는 잇점이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having improved current driving capability and a high withstand voltage characteristic and a method of manufacturing the same. As the semiconductor device becomes highly integrated, each cell becomes finer and the electric field intensity therein is increased. This increase in field strength causes a hot-carrier effect that accelerates carriers in the channel region in the depletion layer near the drain during implant operation and injects it into the oxide film. Carriers injected into the gate oxide film generate a level at the interface between the semiconductor substrate and the gate oxide film to change the threshold voltage V TH or lower the transconductance to lower the device characteristics. Therefore, to reduce the deterioration of the device characteristics due to the hot-carrier effect, a structure in which the drain structure is changed, such as LDD (Lightly Drain), double diffusion diffusion, or DI-LDD (Douvble implant LDD), should be used. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the prior art. In the conventional semiconductor device, a device isolation film 13 is formed on a P-type semiconductor substrate 11 to define an active region of the device by a method such as LOCOS (Local Oxidation of Silicon), which is a selective oxidation method. A gate 17 is formed on the active region of the semiconductor substrate 11 with a gate oxide film 15 interposed therebetween. An ohmic contact layer 27 (hereinafter referred to as " gate electrode ") formed of a refractory metal silicide Is formed. Sidewalls 29 are formed on the side surfaces of the gate 17 and the ohmic contact layer 27. The semiconductor substrate 11 on both sides of the gate 17 has the LDD structure using the gate 17 as a mask and has the low concentration region 19 doped with the N type impurity for defining the channel at a low concentration, And source and drain regions 23 and 24 doped with an N-type impurity at a high concentration so that a predetermined portion overlaps with the lightly doped region 19 is formed using a gate insulating film (not shown) and a sidewall (not shown) for preventing ion implantation. The ohmic contact layer 27 is also formed on the surface of the source and drain regions 23 and 24. Using the gate 17 and the ohmic contact layer 19 as a mask, a pocket region 25 in which a P-type impurity is highly doped is formed. The pocket region 25 is formed so as to surround the lightly doped region 19 as well as the source and drain regions 23 and 24 formed by implanting the impurity ions to have an inclination angle of about 25 to 30 degrees, prevent. FIGS. 2 (A) to 2 (D) are process diagrams of a conventional semiconductor device. Referring to FIG. 2 (A), a device isolation film 13 is formed on a predetermined portion of the surface of a P-type semiconductor substrate 11 by a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) Lt; / RTI > An oxide film and polycrystalline silicon are sequentially deposited in the active region of the semiconductor substrate 11 and then patterned by a photolithography method to form a gate oxide film 15 and a gate 17. Then, using the gate 17 as a mask, a low-concentration region 19 for forming an LDD is formed by ion-implanting N-type impurities of the opposite conductivity type to the semiconductor substrate 11 at a low concentration. Referring to FIG. 2 (B), a side wall 21 for preventing ion implantation is formed on the side surface of the gate 17. The sidewall 21 for preventing ion implantation is formed by depositing silicon oxide or silicon nitride on the entire surface of the above structure by chemical vapor deposition (CVD) method and etchback. Then, the source and drain regions 23 and 24 are formed by ion implanting the N type impurity into the low concentration region 19 so as to overlap with the predetermined region using the gate 17 and the side wall 21 as masks. In forming the source and drain regions 23 and 24, ions are implanted at a higher energy than when the lightly doped region 19 is formed. Referring to FIG. 2 (C), an ohmic contact layer 27 of a metal silicide is formed on the surfaces of the gate 17 and the source and drain regions 23 and 24. The ohmic contact layer 27 is formed by depositing a refractory metal such as titanium (Ti) or tungsten (W) on the surface of the above-described structure by a CVD method and heat-treating the refractory metal to react with silicon. At this time, the refractory metal is not reacted with the insulating material forming the device isolation film 13 and the sidewall 21, and is removed thereafter. Referring to FIG. 2 (D), the side wall 21 is removed to expose the low concentration region 19. Using the ohmic contact layer 27 and the gate 17 as a mask, P-type impurities are ion-implanted at a high concentration so as to have an inclination angle of about 25 to 30 degrees to form not only the source and drain regions 23 and 24, To form a pocket region (25) surrounding the region (19). A sidewall 29 is then formed on the sides of the gate 17 and the ohmic contact layer 27 to prevent shorting between the gate 17 and the source and drain regions 23, In the above-described conventional semiconductor device, the source and drain regions 23 and 24, the low-concentration region 19 and the pocket region 25 form N + / N - and N + / P + 23, the electric field is formed to be dispersed on the bonding surfaces, so that punch through between the source region 23 and the drain region 24 due to the short channel effect can be prevented. However, the above-described semiconductor device has a problem that the current driving capability is lowered because the source resistance is increased in the low concentration region. In addition, the source and drain regions of high concentration have a PN junction, which causes a leak current to flow and breaks the junction surface due to a small voltage. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of reducing the source resistance and improving the current driving capability. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of increasing the breakdown voltage of a PN junction surface. It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of reducing the source resistance and preventing the PN junction of the source and drain regions with the substrate, thereby improving the breakdown voltage. According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a semiconductor substrate of a first conductive type; an element isolation film formed on a predetermined portion of the semiconductor substrate to define an active region; A gate formed on the gate oxide film sequentially, a source and drain region doped with a high concentration of a second conductivity type impurity formed using the gate as a mask, And a second lightly doped region of a second conductivity type formed at the bottom of the drain region and a second lightly doped region of a second conductivity type formed at the bottom of the first lightly doped region using the gate and the sidewall for preventing ion implantation as a mask. 2 low concentration region, an ohmic contact layer formed on a predetermined portion of the gate, the source and drain regions, A gate electrode formed on the gate electrode, a sidewall formed on a side surface of the gate and the ohmic contact layer, and a gate electrode formed on the sidewall of the gate electrode and the ohmic contact layer, And a pocket region of a first conductivity type formed to surround the first conductive type pocket region. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a semiconductor device, comprising: forming a device isolation layer on a predetermined portion of a first conductivity type semiconductor substrate to define an active region of the device; And forming a gate and a source and a drain region doped with heavily doped second conductivity type impurities of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate by using the gate as a mask and doping the source and drain regions at a low concentration Forming a first low-concentration region; forming a first sidewall on a side surface of the gate; and forming a second sidewall of the second conductivity type in the lower portion of the first low-concentration region by using the gate and the first sidewall as a mask Doped with a low concentration to form a second lightly doped region; forming an ohmic contact layer on the gate and the source and drain regions, Doped with an impurity of a first conductive type at a high concentration using the gate and the ohmic contact layer as a mask to form source and drain regions in a predetermined portion of a channel formed under the gate, And forming a pocket region surrounding the second lightly doped region; and forming a sidewall on a side surface of the gate and the ohmic contact layer. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the present invention. In the semiconductor device according to the present invention, a device isolation film 33 for defining an active region is formed on a predetermined portion of a P-type semiconductor substrate 31. The semiconductor substrate 31 may be a P-type well region formed on an N-type substrate. A gate oxide film 35 is formed on a predetermined portion in the active region, and a gate 37 is formed on the gate oxide film 35. Source and drain regions 39 and 40 doped with an N-type impurity such as phosphorus (P) or arsenic (As) at a high concentration are formed on the semiconductor substrate 31 using the gate 37 as a mask, A first lightly doped region 41 doped with the N-type impurity at a low concentration is formed under the source and drain regions 39 and 40 using the gate 37 as a mask. The first lightly doped region 41 is formed only at the bottom of the source and drain regions 39 and 40 because the source and drain regions 39 and 40 are formed using the gate 37 as a mask. . Then, a second low-concentration region 45 in which the N-type impurity is lightly doped is formed in a lower portion of the first low-concentration region 41 using a sidewall (not shown) for preventing ion implantation. The second lightly doped region 45 is formed at a lower concentration than the first lightly doped region 41 and forms a PN junction with the semiconductor substrate 31. [ Therefore, the lightly doped first and second lightly doped regions 41 and 45 formed between the source and drain regions 39 and 40 doped with that concentration and the semiconductor substrate 31 are graded junction, whereby the electric field is dispersed to have a high-pressure characteristic. Since the first and second lightly doped regions 41 and 45 are not formed between the source region 39 and the channel, the source resistance is reduced and the current driving capability is improved. A high melting point metal such as titanium (Ti), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), or cobalt (Co) is formed on the gate 37 and the source and drain regions 39, An ohmic contact layer 47 formed of silicide is formed. A pocket region 49 in which a P-type impurity such as boron B is heavily doped is formed on the semiconductor substrate 31 by using the gate 37 and the ohmic contact layer 47 as a mask. The pocket space region 49 surrounds the first and second low concentration regions 41 and 45 as well as the source and drain regions 39 and 40 formed by implanting the impurity ions to have an inclination angle of about 25 to 30 degrees . The gate 37 and the sidewall 51 of the ohmic contact layer 47 are formed. Although the embodiment of the present invention has been described above with reference to the N-MOS transistor formed on the P-type semiconductor substrate, the P-MOS transistor formed on the N-type semiconductor substrate is also possible as another embodiment of the present invention. 4 (A) to 4 (D) are process diagrams of a semiconductor device according to the present invention. Referring to FIG. 4 (A), a device isolation film 33 is formed on a predetermined portion of the surface of the P-type semiconductor substrate 31 to define an active region of the device. In the above, the device isolation film 33 is formed to a thickness of about 4000 to 6000 A by the LOCOS method which is a typical selective oxidation method. A gate oxide film 35 is formed by thermally oxidizing the surface of the semiconductor substrate 31 on which the isolation film 33 is not formed and a gate 37 made of polycrystalline silicon. Using the gate 37 as a mask, N-type impurities such as phosphorous or acenic are ion-implanted at an energy of about 20 to 50 KeV and a concentration of about 1 × 10 15 to 1 × 10 16 / cm 2 to form source and drain regions 39) 40 are formed. Then, the N-type impurity is ion-implanted at an energy of about 40 to 70 KeV and at a concentration of about 1 × 10 14 to 1 × 10 15 / cm 2 to form the first low concentration region 41 . The first lightly doped region 41 is formed under the source and drain regions 39 and 40 by implanting ions with an energy greater than that of the source and drain regions 39 and 40. Referring to FIG. 4 (B), a side wall 43 for preventing ion implantation is formed on the side surface of the gate 37 to a thickness of 500 to 1500 ANGSTROM. The strained side wall 43 is formed by etch back after the front edge such as silicon oxide or silicon nitride is fixed by a CVD method. Using the gate 37 and the side wall 43 as a mask, the N-type impurity is ion-implanted at an energy of about 50 to 100 KeV and a concentration of about 1 × 10 12 to 1 × 10 13 / cm 2 to form a second low- 45 are formed. Since the second lightly doped region 45 is formed by implanting ions with a larger energy and a lower concentration than the first lightly doped region 41, the second lightly doped region 45 is formed under the first lightly doped region 41, do. Referring to FIG. 4 (C), titanium (Ti), tungsten (W), molybdenum (Mo), and tantalum (Ta) are formed on predetermined portions of the gate 37 and the source and drain regions 39, ), Platinum (Pt), or cobalt (Co). The ohmic contact layer 47 is formed by depositing the refractory metal on the surface including the element isolation film 33 and the side wall 43 by CVD and then performing heat treatment to react with the silicon. Since the refractory metal is not reacted with the insulating material forming the device isolation film 33 and the sidewall 43, the ohmic contact layer 47 is not formed on the device isolation film 33 and the sidewalls 43. Then, after the refractory metal on the device isolation film 33 and the sidewalls 43 is removed, the sidewall 43 for preventing ion implantation is removed. Using the gate 37 and the ohmic contact layer 47 as a mask, P-type impurities such as boron are implanted at an energy of about 50 to 100 KeV and an energy of about 1 × 10 14 to 1 × 10 16 / Cm < 2 > to form a pocket region 49 surrounding the first and second lightly doped regions 41 and 45 as well as the source and drain regions 39 and 40 in a predetermined portion of the channel. Referring to FIG. 4 (D), a side wall 51 is formed on the side surfaces of the gate 37 and the ohmic contact layer 47 to prevent a short circuit between the gate 37 and the source and drain regions 39 and 40, . The side wall 51 is formed by depositing an insulating material such as silicon oxide on the entire surface of the structure described above by a CVD method and then etching back. The side walls 51 are formed by depositing a lead oxide such as silicon oxide by a CVD method and then ctch back. As described above, in the semiconductor device according to the present invention, a first second lightly doped region in which N-type impurities are doped at a low concentration is formed in a lower portion of a source and drain region doped with an N-type impurity at a high concentration, and a second lightly doped region The first and second lightly doped regions are formed at a lower concentration than the first lightly doped region and the first and second lightly doped regions are formed by doping the source and drain regions and the semiconductor substrate with low concentration. Therefore, since the first and second lightly-doped regions are formed only under the source and drain regions, there is an advantage that the current driving capability can be improved by reducing the source resistance. In addition, since the source and drain regions and the semiconductor substrate are obliquely bonded by the first and second low concentration regions, there is an advantage that the breakdown voltage of the PN junction can be increased.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019960029937A KR100189751B1 (en) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019960029937A KR100189751B1 (en) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR980012141A true KR980012141A (en) | 1998-04-30 |
KR100189751B1 KR100189751B1 (en) | 1999-06-01 |
Family
ID=19467263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019960029937A KR100189751B1 (en) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100189751B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100464382B1 (en) * | 1997-05-20 | 2005-02-28 | 삼성전자주식회사 | Isolation method for manufacturing semiconductor device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101017049B1 (en) | 2003-07-03 | 2011-02-23 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Method of manufacturing transistor of semiconductor device |
-
1996
- 1996-07-24 KR KR1019960029937A patent/KR100189751B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100464382B1 (en) * | 1997-05-20 | 2005-02-28 | 삼성전자주식회사 | Isolation method for manufacturing semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100189751B1 (en) | 1999-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4965213A (en) | Silicon-on-insulator transistor with body node to source node connection | |
US7560755B2 (en) | Self aligned gate JFET structure and method | |
US4946799A (en) | Process for making high performance silicon-on-insulator transistor with body node to source node connection | |
US5929483A (en) | Semiconductor device having spacer and method of making same | |
US5538913A (en) | Process for fabricating MOS transistors having full-overlap lightly-doped drain structure | |
US6906382B2 (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
US5534447A (en) | Process for fabricating MOS LDD transistor with pocket implant | |
KR19980039124A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JPH08153873A (en) | Semiconductor device and fabrication thereof | |
US20010002058A1 (en) | Semiconductor apparatus and method of manufacture | |
US5432105A (en) | Method for fabricating self-aligned polysilicon contacts on FET source/drain areas | |
US20040041170A1 (en) | Low dose super deep source/drain implant | |
EP0964454A1 (en) | Field-effect transistor having a lightly doped drain region and method of making the same | |
US8269274B2 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
EP1011129A2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
US5600177A (en) | Semiconductor device having an electrically conductive layer including a polycrystalline layer containing an impurity and a metallic silicide layer | |
US6025239A (en) | Method for fabricating an electrostatic discharge device | |
US20060138567A1 (en) | Semiconductor device and fabricating method thereof | |
US20020050618A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US6350641B1 (en) | Method of increasing the depth of lightly doping in a high voltage device | |
US6274448B1 (en) | Method of suppressing junction capacitance of source/drain regions | |
KR100189751B1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JPH1070272A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR100549941B1 (en) | Gate electrode structure of semiconductor device | |
JP4118255B2 (en) | Manufacturing method of MOS transistor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19960724 |
|
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 19960724 Comment text: Request for Examination of Application |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 19981223 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 19990118 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 19990119 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20011214 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20021223 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20031219 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20041230 Year of fee payment: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20041230 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |
Termination category: Default of registration fee Termination date: 20061209 |