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수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법

  • 기술번호 : KST2015117722
  • 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 본 발명에서 수직 트랜지스터의 스위치 특성과 수직 트랜지스터의 성능을 월등히 향상시킬 수 있는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 방법은, a) 기판의 전면에 소오스/채널/드레인 형성을 위한 불순물을 주입하고, 불순물을 활성화하는 단계; b) 감광막 패턴과 건식 식각법을 이용하여 수직 트랜지스터 형성용 필러(pillar) 또는 실리콘 기둥을 웨이퍼 전면에 형성하는 단계; c) 상기 기판 전면에 산화 막을 CVD방법으로 증착하고 CMP 방법으로 광역 평탄화하는 단계; d) 상기 기판의 전면에 있는 산화 막을 건식 식각 법으로 에치백(etchback) 하고, 기판의 전면에 열 산화 막을 적정두께로 성장시킨 후, 드레인 단자가 노출되는 단계까지 etchback 하여 게이트 전극을 형성하는 단계; e) 산화 막 이나 질화 막을 증착 하고 CMP 공정으로 광역 평탄화하고, 콘택 홀을 형성하는 단계; f) etchback하여 콘택 금속을 형성하고, 감광막 패턴과 건식 식각 법을 이용하여 금속 층을 형성하는 단계로 이루어진다. 수직, 트랜지스터, 트랩, 전하, 제거, 불순물, 에치백, 콘택 금속
Int. CL H01L 29/78 (2006.01) H01L 21/336 (2006.01)
CPC H01L 29/66666(2013.01) H01L 29/66666(2013.01)
출원번호/일자 1020080078664 (2008.08.11)
출원인 한국과학기술원
등록번호/일자 10-0985107-0000 (2010.09.28)
공개번호/일자 10-2010-0019909 (2010.02.19) 문서열기
공고번호/일자 (20101005) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2008.08.11)
심사청구항수 10

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이완규 대한민국 서울특별시 광진구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이은철 대한민국 서울특별시 송파구 법원로**길 **, A동 *층 ***호 (문정동, H비지니스파크)(*T국제특허법률사무소)
2 유완식 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, **층 *T 국제특허법률사무소 (역삼동, 여삼빌딩)(*T국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술원 대한민국 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2008.08.11 수리 (Accepted) 1-1-2008-0574670-01
2 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2010.06.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0276475-97
3 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2010.08.17 수리 (Accepted) 1-1-2010-0527709-50
4 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2010.08.17 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2010-0527710-07
5 등록결정서
Decision to grant		 2010.09.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2010-0417642-34
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2013.02.01 수리 (Accepted) 4-1-2013-5019983-17
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5158129-58
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157968-69
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.12.24 수리 (Accepted) 4-1-2014-5157993-01
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.04.24 수리 (Accepted) 4-1-2019-5081392-49
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.05.15 수리 (Accepted) 4-1-2020-5108396-12
12 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
수직 트랜지스터 공정에서의 트랩 전하 제거 방법에 있어서, a) 기판의 전면에 소오스/채널/드레인 형성을 위한 불순물을 주입하는 단계; b) 상기 불순물 주입 후 급속 열처리 공정을 이용하여 불순물을 활성화하는 단계; c) 감광막 패턴과 건식 식각법을 이용하여 수직 트랜지스터 형성용 필러(pillar) 또는 실리콘 기둥을 웨이퍼 전면에 형성하는 단계; d) 상기 기판 전면에 산화 막을 CVD방법으로 증착하고 CMP 방법으로 광역 평탄화하는 단계; e) 상기 기판의 전면에 있는 산화 막을 건식 식각 법으로 에치백(etchback) 하는 단계; f) 상기 기판의 전면에 열 산화 막을 적정두께로 성장시키는 단계; g) 상기 기판의 전면에 CVD 방법으로 도핑된 게이트 폴리 실리콘 층을 증착하고 건식 식각 법으로 드레인 단자가 노출되는 단계까지 에치백(etchback) 하여 게이트 전극을 형성하는 단계; h) 상기 기판의 전면에 CVD 방법 또는 LPCVD 방법 또는 두 방법을 조합하여 산화 막 이나 질화 막을 증착 하고 CMP 공정으로 광역 평탄화하는 단계; i) 감광 막 패턴과 건식 식각 법을 이용하여 게이트 전극/소오스/드레인 영역에 콘택 홀을 형성하는 단계; j) 형성된 홀에 금속 배리어 막과 금속 텅스텐을 증착 하고 에치백(etchback)하여 콘택 금속을 형성하는 단계; 및 k) 상기 기판의 전면에 금속배선 형성을 위한 금속 층을 증착 하고 감광막 패턴과 건식 식각 법을 이용하여 금속 층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
2 2
제 1 항에 있어서, 상기 e) 단계 이후, 열 산화 막을 채널 둘레에 형성하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
3 3
제 1 항에 있어서, 상기 c) 단계에서 식각의 두께는 소오스 불순물이 주입된 층을 일부 남기는 깊이까지 진행되는 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
4 4
제 1 항에 있어서, 상기 e) 단계의 에치백 공정은 실리콘 기둥의 바닥에서 소오스나 채널 영역의 경계높이까지 산화 막이 남도록 제거하는 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
5 5
수직 트랜지스터 공정에서의 트랩 전하 제거 방법에 있어서, a) 필드 산화 막을 포함한 기판 전면에 감광막 패턴을 이용하여 n형(또는 p형)의 고농도와 저농도 불순물을 차례로 주입하는 단계; b) 상기 불순물 주입후 감광막 패턴을 이용하여 실리콘 표면에 형성된 저농도의 LDD층의 일부만을 남기고 나머지 실리콘은 LDD 층 두께만큼 건식 식각 법으로 제거하는 단계; c) 상기 기판의 전면에 Nitride (또는 산화 막) 를 증착 하고 CMP공정으로 광역 평탄화하는 단계; d) 상기 기판의 전면에 산화물을 증착하는 단계; e) 상기 산화물 층의 n형 영역에 감광막 패턴과 건식 식각법을 이용하여 홀을 형성하고 기판 실리콘의 NLDD 층을 노출시키는 단계; f) 상기 노출된 n형 실리콘 영역과 홀에 실리콘을 에피 성장시켜 n형 1차 에피 성장 층을 형성하는 단계; g) 상기 기판의 전면에 산화물을 증착하고 필요 시 CMP 공정으로 광역 평탄화하는 단계; h) 상기 산화물 층의 p형 영역에 감광막 패턴과 건식 식각법을 이용하여 홀을 형성하고 기판 실리콘의 PLDD 층을 노출시키는 단계; i) 상기 노출된 p형 실리콘 영역과 홀에 고품질 실리콘을 에피 성장시켜 p형 1차 에피 성장 층을 형성하는 단계; j) 웨이퍼 상부에 산화물을 습식 식각 법을 통하여 선택 식각하거나, 건식 식각법으로 상기 산화 막 만을 에치백(etchback) 하여 제거하고 하부의 질화 막 또는 산화 막은 잔류시키는 단계; k) 상기 웨이퍼의 상부에 노출된 1차 에피 성장 층의 표면을 산화시켜 게이트 산화 막을 형성하는 단계; l) 상기 웨이퍼 전면에 게이트 폴리 실리콘을 증착하는 단계; m) 상기 웨이퍼 전면에 감광막 패턴을 이용하여 n형(또는 p형) 불순물을 주입하고 감광막 패턴을 제거 후 세정 공정하는 단계; n) 상기 웨이퍼의 전면에 있는 폴리 실리콘을 에치백(etchback)하여 게이트 전극을 형성하는 단계; o) 상기 웨이퍼의 전면에 PMD1 산화 막을 증착 하고 산화 막을 CMP공정으로 광역 평탄화하여 1차 에피 성장 층의 상부를 노출시키는 단계; p) 노출된 1차 에피 성장층의 상부에 2차 에피 실리콘을 성장시키는 단계; q) 상기 웨이퍼 전면에 감광막 패턴을 이용하여 n형(또는 p형) 불순물을 고농도로 2차 에피 성장층에 주입하는 단계; r) 상기 웨이퍼을 급속 열처리하여 주입된 불순물을 활성화시키는 단계; s) 상기 웨이퍼 전면에 산화 막을 증착 하고 CMP공정으로 광역 평탄화하여 PMD2 산화 막을 형성하는 단계; t) 상기 웨이퍼의 전면에 감광막 패턴과 건식 식각 법을 이용하여 콘택 홀을 형성하는 단계; u) 상기 웨이퍼의 전면에 금속 배리어 막과 금속 텅스텐을 증착하여 콘택 금속을 형성하는 단계; v) 텅스텐을 CMP 공정으로 광역 평탄화하거나 텅스텐 에치백(etchback)공정을 통하여 PMD2 상부의 금속성분을 제거하는 단계; 및 w) 웨이퍼의 전면에 금속 층을 증착 하고 감광막 패턴과 건식 식각법을 이용하여 금속배선에 필요한 패턴 금속 층을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
6 6
제 5 항에 있어서, 상기 f) 단계 이전에, 상온에서 HF, H2O 혼합 용액이나 BOE 용액으로 세정하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
7 7
제 5 항에 있어서, 상기 1차 에피 성장 층을 성장시킴에 있어 불순물 주입을 성장과 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
8 8
제 7 항에 있어서, 상기 불순물 주입은 저농도의 1단계 및 고농도의 2단계로 진행되는 2단계 성장을 갖는 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
9 9
제 5 항에 있어서, 상기 r) 단계의 급속 열처리는 N2 환경 하에서 900 내지 1050℃의 온도 범위에서 진행되는 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
10 10
제 5 항에 있어서, 상기 u) 단계의 금속 배리어 막은 Ti과 TiN 또는 Ti과 TaN로 구성되는 2중막인 것을 특징으로 하는 수직 트랜지스터 소오스(또는 드레인)와 벌크 영역 내의 트랩 전하를 완전히 제거하기 위한 방법
11 11
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