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무접합 수직 게이트 트랜지스터를 갖는 반도체 소자 및 그 제조 방법

  • 기술번호 : KST2015114834
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 무접합 수직 게이트 트랜지스터를 갖는 반도체 소자 및 그 제조 방법을 개시한다.본 발명에 따른 반도체 소자는 기판에 수직으로 돌출되며, 하부로부터 제1 불순물 영역, 제2 불순물 영역 및 제3 불순물 영역을 포함하는 활성 기둥; 상기 제2 불순물 영역의 측벽에 형성된 게이트 전극; 및 상기 게이트 전극과 교차하며, 상기 제1 불순물 영역과 접촉하는 비트라인;을 포함하며, 상기 제1 내지 제3 불순물 영역은 동일한 극성의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Int. CL H01L 29/78 (2006.01) H01L 21/336 (2006.01)
CPC H01L 27/10841(2013.01) H01L 27/10841(2013.01) H01L 27/10841(2013.01) H01L 27/10841(2013.01) H01L 27/10841(2013.01) H01L 27/10841(2013.01) H01L 27/10841(2013.01)
출원번호/일자 1020120024991 (2012.03.12)
출원인 에스케이하이닉스 주식회사, 한국과학기술원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2013-0103942 (2013.09.25) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호 1020180098672;
심사청구여부/일자 Y (2017.02.07)
심사청구항수 20

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 에스케이하이닉스 주식회사 대한민국 경기도 이천시
2 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 문정민 대한민국 서울 동대문구
2 김태균 대한민국 대전 유성구
3 이석희 대한민국 대전 서구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인(유한) 대아 대한민국 서울특별시 강남구 역삼로 ***, 한양빌딩*층(역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2012.03.12 수리 (Accepted) 1-1-2012-0197297-13
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2012.04.06 수리 (Accepted) 4-1-2012-5073964-60
3 [출원인변경]권리관계변경신고서
[Change of Applicant] Report on Change of Proprietary Status		 2012.07.31 수리 (Accepted) 1-1-2012-0612190-06
4 보정요구서
Request for Amendment		 2012.07.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2012-0096499-20
5 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2012.08.08 수리 (Accepted) 1-1-2012-0632759-32
6 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2012.08.13 수리 (Accepted) 1-1-2012-0644036-77
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2012.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2012-5270171-92
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.02.01 수리 (Accepted) 4-1-2013-5019983-17
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157968-69
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157993-01
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5158129-58
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.04.27 수리 (Accepted) 4-1-2015-5055330-26
13 [심사청구]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)		 2017.02.07 수리 (Accepted) 1-1-2017-0125150-73
14 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2018.01.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0039053-83
15 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2018.03.19 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-0272775-36
16 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2018.03.19 수리 (Accepted) 1-1-2018-0272776-82
17 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2018.06.08 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0388722-16
18 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2018.07.11 수리 (Accepted) 1-1-2018-0683742-69
19 [명세서등 보정]보정서(재심사)
Amendment to Description, etc(Reexamination)		 2018.07.11 보정각하 (Rejection of amendment) 1-1-2018-0683741-13
20 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2018.07.23 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0497068-87
21 보정각하결정서
Decision of Rejection for Amendment		 2018.07.23 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0497066-96
22 [분할출원]특허출원서
[Divisional Application] Patent Application		 2018.08.23 수리 (Accepted) 1-1-2018-0837454-37
23 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
24 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
25 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.06.12 수리 (Accepted) 4-1-2020-5131486-63
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
기판에 수직으로 돌출되며, 하부로부터 제1 불순물 영역, 제2 불순물 영역 및 제3 불순물 영역을 포함하는 활성 기둥;상기 제2 불순물 영역의 측벽에 형성된 게이트 전극; 및상기 게이트 전극과 교차하며, 상기 제1 불순물 영역과 접촉하는 비트라인;을 포함하며,상기 제1 내지 제3 불순물 영역은 동일한 극성의 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
2 2
제1항에 있어서,상기 제1 내지 제3 불순물 영역은8×1018atom/㎤ 내지 3×1019atom/㎤의 불순물 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
3 3
제1항에 있어서,상기 제1 내지 제3 불순물 영역은 상기 불순물이 동일한 농도를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
4 4
제1항에 있어서,상기 제1 불순물 영역은 드레인, 상기 제2 불순물 영역은 바디, 상기 제3 불순물 영역은 소스인 것을 특징으로 하는 반도체 소자
5 5
제1항에 있어서,상기 게이트 전극은상기 제2 불순물 영역의 측벽을 에워싸는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
6 6
제1항에 있어서,상기 비트라인은상기 제1 불순물 영역의 측벽들 중 어느 하나의 측벽과 접촉되고 상기 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
7 7
제1항에 있어서,상기 비트라인은상기 제1 불순물 영역 아래에서, 상기 기판에 매립되어 상기 제1 불순물 영역과 접촉되어 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
8 8
제7항에 있어서,상기 반도체 소자는상기 기판과 상기 비트라인 사이에 형성된 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
9 9
제1항에 있어서,상기 기판은 실리콘(Si) 기판이고, 상기 활성 기둥은 N형 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
10 10
제1항에 있어서,상기 기판은 Si-Ge 기판, Ge 기판 또는 Ⅲ-V족 화합물 반도체 기판이고, 상기 활성 기둥은 P형 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
11 11
제1항에 있어서,상기 기판은 나노 와이어(nano wire) 또는 나노 리본(nano ribbon) 중에서 선택되는 나노 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
12 12
제1항에 있어서,상기 반도체 소자는상기 게이트 전극과 상기 제2 불순물 영역 사이에 형성되는 수직 절연부 및 상기 수직 절연부의 하부와 연결되어 상기 제1 불순물 영역의 노출면과 상기 게이트 전극 사이에 형성되는 수평 절연부를 포함하는 게이트 절연막을 더 포함하며, 상기 수평 절연부는 상기 수직 절연부보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자
13 13
기판에 제1 불순물 영역과 상기 제1 불순물 영역 상에 차례로 형성된 제2 불순물 영역, 제3 불순물 영역을 포함하는 다수의 활성 기둥을 형성하는 단계;상기 활성 기둥 사이의 상기 기판상에 상기 기판과 전기적으로 분리되고 상기 제1 불순물 영역의 일측면과 접촉하는 비트라인을 형성하는 단계; 및상기 제2 불순물 영역의 측벽에 상기 비트라인과 교차되도록 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
14 14
제13항에 있어서, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계는,상기 비트라인 상에 소자 분리막을 형성하는 단계;상기 소자 분리막과 상기 활성 기둥에, 상기 비트라인과 교차하여 저면과 측벽들을 가지는 다수의 트렌치를 형성하는 단계;상기 트렌치의 저면 및 측벽들에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 및상기 제2 불순물 영역과 대응하는 상기 게이트 절연막 상에 전도성 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
15 15
제 13항에 있어서, 상기 활성 기둥을 형성하는 단계는,도핑된 상기 제1 불순물 영역을 성장시키는 단계; 및상기 제1 불순물 영역 상에 인시츄로 도핑된 제2 불순물 영역 및 도핑된 제3 불순물 영역을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
16 16
제 13항에 있어서, 상기 활성 기둥을 형성하는 단계는,상기 기판 상에 제1 영역층 내지 제3 영역층을 포함하는 반도체 성장층을 형성하는 단계;상기 반도체 성장층의 각 영역층에 동일한 극성의 불순물을 주입하는 단계; 및상기 불순물이 주입된 반도체 성장층을 패터닝하여 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
17 17
제 13항에 있어서
18 18
제13항에 있어서, 상기 활성 기둥을 형성하는 단계는,상기 제1 불순물 영역 내지 제3 불순물 영역을 동일한 불순물 농도로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
19 19
제13항에 있어서, 상기 활성 기둥을 형성하는 단계는,다단계 이온 주입 공정, 틸트 이온 주입 공정 및 오리엔트 이온 주입 공정 중에서 어느 하나 이상을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
20 20
제13항에 있어서, 상기 활성 기둥을 형성하는 단계는,8×1018atom/㎤ 내지 3×1019atom/㎤의 도핑 농도로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
21 21
제13항에 있어서, 상기 비트라인을 형성하는 단계는,상기 제1 불순물 영역의 일측면에 대향하는 타측면과 상기 활성 기둥 사이의 기판 상에 절연막을 형성하는 단계; 및상기 절연막 상에 전도성 물질을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법,
22 22
제21항에 있어서, 상기 전도성 물질을 형성하는 단계는,금속, 금속실리사이드 및 폴리실리콘 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
23 23
기판 내에 매립된 다수의 비트라인을 형성하는 단계;상기 비트라인 상에, 상기 비트라인과 접촉하는 제1 불순물 영역과 상기 제1 불순물 영역 상에 차례로 형성된 제2 불순물 영역 및 제3 불순물 영역을 포함하는 활성 기둥을 형성하는 단계; 및상기 제 2 불순물 영역의 측벽에 상기 비트라인과 교차되도록 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
24 24
제23항에 있어서, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계는,상기 활성 기둥 사이를 채우는 소자 분리막을 형성하는 단계;상기 활성 기둥과 상기 소자 분리막상에 비트라인과 교차하며 저면 및 상기 활성 기둥의 일부를 노출시키는 측벽들을 가지는 트렌치를 형성하는 단계;상기 트렌치의 저면 및 측벽들에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 및상기 제2 불순물 영역과 대응하는 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
25 25
제 23항에 있어서, 상기 활성 기둥을 형성하는 단계는,상기 비트라인 및 상기 기판 상에 제1 영역층, 제2 영역층 및 제3 영역층을 포함하는 반도체 성장층을 형성하는 단계;상기 반도체 성장층의 각 영역층에 동일한 극성의 불순물을 주입하는 단계; 및상기 기판 상에 형성된 상기 반도체 성장층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
26 26
제 23항에 있어서
27 27
제23항에 있어서, 상기 활성 기둥을 형성하는 단계는,상기 제1 불순물 영역 내지 제3 불순물 영역을 동일한 농도로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
28 28
제23항에 있어서,상기 불순물을 주입하는 단계는,다단계 이온 주입 공정, 틸트 이온 주입 공정 및 오리엔트 이온 주입 공정 중에서 어느 하나 이상을 사용하여 주입하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
29 29
제25항에 있어서,상기 불순물을 주입하는 단계는8×1018atom/㎤ 내지 3×1019atom/㎤의 도핑 농도로 주입하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
30 30
제23항에 있어서, 상기 비트라인을 형성하는 단계는,상기 기판에 이온 주입하여 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
31 31
제23항에 있어서, 상기 비트라인을 형성하는 단계는,상기 기판 상에 저면 및 측벽들을 구비한 다수의 리세스를 형성하는 단계;상기 리세스의 저면 및 측벽들의 표면을 따라 절연막을 형성하는 단계; 및상기 절연막 상에 전도성 물질을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
32 32
제31항에 있어서, 상기 전도성 물질을 형성하는 단계는, 금속, 금속실리사이드 및 폴리실리콘 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조 방법
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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 CN103311249 CN 중국 FAMILY
2 KR101950146 KR 대한민국 FAMILY
3 TWI553862 TW 대만 FAMILY
4 US09136376 US 미국 FAMILY
5 US10361206 US 미국 FAMILY
6 US20130234240 US 미국 FAMILY
7 US20150348976 US 미국 FAMILY
8 US20190252387 US 미국 FAMILY
9 US20190273081 US 미국 FAMILY

DOCDB 패밀리 정보

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순번 패밀리번호 국가코드 국가명 종류
1 CN103311249 CN 중국 DOCDBFAMILY
2 CN103311249 CN 중국 DOCDBFAMILY
3 TW201349502 TW 대만 DOCDBFAMILY
4 TWI553862 TW 대만 DOCDBFAMILY
5 US10361206 US 미국 DOCDBFAMILY
6 US2013234240 US 미국 DOCDBFAMILY
7 US2015348976 US 미국 DOCDBFAMILY
8 US2019252387 US 미국 DOCDBFAMILY
9 US2019273081 US 미국 DOCDBFAMILY
10 US9136376 US 미국 DOCDBFAMILY
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 연구소 소자기술D팀 (주)하이닉스반도체 산업체 연구개발사업 30nm 이하급 vertical cell transistor에서 나타나는 Floating Body Effects, Quantum Mechanical Effect