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KR20020051669A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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KR20020051669A
KR20020051669A KR1020000081133A KR20000081133A KR20020051669A KR 20020051669 A KR20020051669 A KR 20020051669A KR 1020000081133 A KR1020000081133 A KR 1020000081133A KR 20000081133 A KR20000081133 A KR 20000081133A KR 20020051669 A KR20020051669 A KR 20020051669A
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KR
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semiconductor substrate
gate electrode
film
insulating film
device isolation
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Application number
KR1020000081133A
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Korean (ko)
Inventor
최지환
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A fabrication method of semiconductor devices is provided to considerably reduce a leakage current between a junction region and an isolation layer by preventing a metal interconnection from protruding into the isolation layer and a contact with the metal interconnection and a semiconductor substrate. CONSTITUTION: A STI(Shallow Trench Isolation) layer(52) having a groove is formed at an edge portion of a semiconductor substrate(50). An insulating material made of an insulating buffer and a polysilicon layer is filled into the groove of the STI layer(52). A gate electrode(60) and sidewall spacers(62) are formed on the semiconductor substrate(50). Epitaxial layers(64) are formed on both sides of the gate electrode(60) so as to grow the semiconductor substrate(50) with a defined height. At this time, the epitaxial layers(64) prevents a direct contact of a metal interconnection(70) with the semiconductor substrate(50) and the STI layer(52), thereby reducing a leakage current. Then, junction regions(65) are formed by implanting doped dopants.

Description

반도체 소자의 제조방법{Method for manufacturing semiconductor device}Method for manufacturing semiconductor device

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 모스트랜지스터의 접합 영역과 소자 분리막의 경계면에 발생되는 누설 전류를 방지할 수 있는 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device capable of preventing leakage current generated at an interface between a junction region of a MOS transistor and an element isolation film.

반도체 기술의 진보와 더불어 더 나아가서는 반도체 소자의 고속화, 고집적화가 진행되고 있다. 이에 수반해서 패턴에 대한 미세화의 필요성이 점점 높아지고 있으며, 패턴의 치수도 고정밀화가 요구되고 있다. 이는 반도체 소자에 있어서, 넓은 영역을 차지하는 소자 분리 영역에도 적용된다.In addition to the advancement of semiconductor technology, high speed and high integration of semiconductor devices is progressing. In connection with this, the necessity of refinement | miniaturization with respect to a pattern becomes increasingly high, and the dimension of a pattern is also required for high precision. This also applies to device isolation regions that occupy a wide area in semiconductor devices.

현재의 반도체 장치의 소자 분리막으로는 로코스(LOCOS) 산화막이 대부분 이용된다. 이 로코스 방식의 소자 분리막은 기판을 선택적으로 국부 산화하여 얻어진다.LOCOS oxide films are mostly used as device isolation films of current semiconductor devices. This LOCOS device isolation film is obtained by selectively localizing a substrate.

그러나, 로코스 방식의 소자 분리막은 그 가장자리 부분에 새부리 형상의 버즈빅이 발생하여, 소자 분리막의 면적을 증대시키면서 누설전류를 발생시키는 단점을 갖는다.However, the LOCOS isolation layer has a disadvantage in that a bird-shaped bird's beak is generated at an edge portion thereof, thereby generating a leakage current while increasing the area of the isolation layer.

이에, 종래에는 적은 폭을 가지며, 우수한 소자 분리 특성을 갖는 STI(shallow trench isolation) 방식의 소자 분리막이 제안되었다.Accordingly, a device isolation film of a shallow trench isolation (STI) method having a small width and excellent device isolation characteristics has been proposed.

도 1은 STI 소자 분리막을 갖는 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device having an STI device isolation film.

도 1을 참조하여, 반도체 기판(10)의 상부에 패드 산화막(도시되지 않음)과 실리콘 질화막(도시되지 않음)을 순차적으로 적층한다음, 소자 분리 예정 영역이 노출되도록 실리콘 질화막을 패터닝한다. 그 다음, 실리콘 질화막에 의하여 노출된 반도체 기판(10)을 소정 깊이만큼 식각하여, 샬로우 트랜치(shallow trench:t)를형성한다. 그후, 샬로우 트랜치(t)내에 고밀도 플라즈마 절연막을 식각 공정에 의하여 매립하여, STI 소자 분리막(12)을 형성한다. 이어서, 반도체 기판(10) 표면에 있는 실리콘 질화막 및 패드 산화막을 제거한 후, 반도체 기판(10) 표면을 세정한다.Referring to FIG. 1, a pad oxide film (not shown) and a silicon nitride film (not shown) are sequentially stacked on the semiconductor substrate 10, and the silicon nitride film is patterned to expose the device isolation region. Next, the semiconductor substrate 10 exposed by the silicon nitride film is etched by a predetermined depth to form a shallow trench t. Thereafter, a high density plasma insulating film is embedded in the shallow trench t by an etching process to form the STI device isolation film 12. Next, after removing the silicon nitride film and the pad oxide film on the surface of the semiconductor substrate 10, the surface of the semiconductor substrate 10 is cleaned.

이어서, 반도체 기판(10) 상부에 게이트 절연막(14)과 도전층을 증착한다음, 도전층을 소정 부분 패터닝하여, 게이트 전극(16)을 형성한다. 게이트 전극(16)의 양측벽에 공지의 방식으로 절연막 스페이서(18)를 형성한다. 다음으로, 게이트 전극(16) 외측의 반도체 기판(10)에 불순물을 이온 주입하여, 접합 영역(20)을 형성한다. 이에따라, 모스 트랜지스터가 완성된다.Subsequently, the gate insulating film 14 and the conductive layer are deposited on the semiconductor substrate 10, and then the conductive layer is partially patterned to form the gate electrode 16. The insulating film spacers 18 are formed on both sidewalls of the gate electrode 16 in a known manner. Next, impurities are implanted into the semiconductor substrate 10 outside the gate electrode 16 to form the junction region 20. As a result, the MOS transistor is completed.

모스 트랜지스터가 형성된 반도체 기판(10) 상부에 에치 스톱퍼(22)를 증착한다. 이때, 에치 스톱퍼(22)는 후속의 콘택홀 형성 공정시, 오정렬을 방지하기 위하여 제공된다. 이러한 에치 스톱퍼(22)로는 실리콘 질화막 또는 실리콘 질산화막이 이용된다. 에치 스톱퍼(22) 상부에 층간 절연막(24)을 증착한다. 그후, 게이트 전극(16) 및 접합 영역(20)이 노출되도록, 층간 절연막(24)과 에치 스톱퍼(22)를 식각하여, 콘택홀(h)을 형성한다. 이때, 반도체 소자의 디자인 룰이 급격히 감소함에 따라, 접합 영역(20)의 선폭 또한 감소되어, 콘택홀(h)은 미스 얼라인이 발생되지 않더라도 접합 영역(20) 및 소자 분리막(12)의 가장 자리 부분을 노출시키도록 형성된다. 이러한 콘택 방식을 논 오버랩(non overlap) 콘택 방식이라 한다. 그후, 노출된 게이트 전극(16) 및 접합 영역(20)과 콘택되도록 콘택홀(h)내에 금속 배선(26)을 형성한다.An etch stopper 22 is deposited on the semiconductor substrate 10 on which the MOS transistor is formed. At this time, the etch stopper 22 is provided to prevent misalignment during the subsequent contact hole forming process. As the etch stopper 22, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is used. An interlayer insulating film 24 is deposited on the etch stopper 22. Thereafter, the interlayer insulating film 24 and the etch stopper 22 are etched so that the gate electrode 16 and the junction region 20 are exposed to form a contact hole h. At this time, as the design rule of the semiconductor device is drastically reduced, the line width of the junction region 20 is also reduced, so that the contact hole h is closest to the junction region 20 and the device isolation film 12 even if misalignment does not occur. It is formed to expose the seat portion. Such a contact method is called a non overlap contact method. Thereafter, the metal wiring 26 is formed in the contact hole h to be in contact with the exposed gate electrode 16 and the junction region 20.

그러나, 종래의 반도체 소자의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional method of manufacturing a semiconductor device has the following problems.

일반적으로 STI 소자 분리막(12)을 형성할때, 샬로우 트랜치(t)내에 고밀도 플라즈마 절연막을 매립시키기 위하여, 기판(10)상에 잔류하는 고밀도 플라즈마 절연막(도시되지 않음)을 식각하고, 기판(10) 표면을 세정하고 있다. 이때, 이러한 식각 및 세정 공정시, STI 소자 분리막(12)의 가장 자리 부분은 중앙 부분보다 식각 속도가 빨라서, 가장자리 부분의 절연막이 쉽게 유실되어 버린다. 이로 인하여, STI 소자 분리막(12)의 모서리 부분에 도 1에 도시된 바와 같이 그루빙(grooving:g)이 발생된다.In general, when forming the STI device isolation film 12, in order to embed the high density plasma insulating film in the shallow trench (t), the high density plasma insulating film (not shown) remaining on the substrate 10 is etched, and the substrate ( 10) The surface is being cleaned. At this time, during the etching and cleaning process, the edge portion of the STI device isolation layer 12 has an etching speed faster than that of the center portion, so that the insulating film at the edge portion is easily lost. As a result, grooving (g) occurs in the corner portion of the STI device isolation film 12 as shown in FIG. 1.

또한, 일반적인 접합 영역의 깊이는, 소자 분리 영역쪽이 액티브쪽보다 더 얕다. 이에따라, 그루빙(g)의 깊이가 접합 영역(20)의 깊이보다 더 깊어질 수 있다. 이러한 경우, 그루빙(g)내에 매립된 금속 배선(26)은 접합 영역(20) 뿐만 아니라, 반도체 기판(10)과도 콘택되어버린다. 이로 인하여, 금속 배선(26)에 전압 인가시 금속 배선(26), 접합 영역(20) 및 반도체 기판(10)과 만나는 부위에 전계가 집중되어 심한 누설 전류가 발생된다.In addition, the depth of a general junction region is shallower on the element isolation region than on the active side. Accordingly, the depth of the grooving g may be deeper than the depth of the junction region 20. In this case, the metal wirings 26 embedded in the grooving g come into contact with not only the junction region 20 but also the semiconductor substrate 10. As a result, when a voltage is applied to the metal wiring 26, an electric field is concentrated at a portion that meets the metal wiring 26, the junction region 20, and the semiconductor substrate 10 to generate a severe leakage current.

따라서, 본 발명의 목적은 모스 트랜지스터의 접합 영역과 소자 분리막의 경계면 부근에서 발생되는 누설 전류를 최소화할 수 있는 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of minimizing leakage current generated near the interface between the junction region of the MOS transistor and the device isolation film.

도 1은 종래의 STI 소자 분리막을 갖는 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device having a conventional STI device isolation film.

도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.2A through 2E are cross-sectional views of respective processes for describing a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

50 - 반도체 기판 52 - STI 소자 분리막50-Semiconductor Substrate 52-STI Device Separator

54 - 버퍼 절연막 56 - 폴리실리콘막54-buffer insulating film 56-polysilicon film

58 - 게이트 절연막 60 - 게이트 전극58-gate insulating film 60-gate electrode

62 - 스페이서 64 - 에피택셜 성장층62-spacer 64-epitaxial growth layer

66 - 에치 스톱퍼 68 - 층간 절연막66-etch stopper 68-interlayer dielectric

70 - 금속 배선 T - 샬로우 트랜치70-Metal Wiring T-Shallow Trench

G - 그루빙 H - 콘택홀G-Grooving H-Contact Hole

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예의 구성은 다음과 같다.In order to achieve the above object of the present invention, the configuration of one embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 반도체 기판상의 소정 부분에 가장자리에 그루빙을 갖는 소자 분리막을 형성한다. 이어서, 소자 분리막의 그루빙내에 절연물을 매립한다음, 반도체 기판상의 소정 부분에 게이트 전극을 형성한다. 그후, 게이트 전극 양측의 반도체 기판을 소정 높이만큼 성장시킨다음, 성장된 반도체 기판에 불순물을 주입하여 접합 영역을 형성한다.First, an element isolation film having grooves at an edge is formed in a predetermined portion on a semiconductor substrate. Subsequently, an insulator is embedded in the groove of the device isolation film, and then a gate electrode is formed in a predetermined portion on the semiconductor substrate. Thereafter, the semiconductor substrates on both sides of the gate electrode are grown by a predetermined height, and then impurity is implanted into the grown semiconductor substrate to form a junction region.

여기서, 그루빙내에 절연물을 매립하는 단계는, 상기 반도체 기판상에 버퍼 절연막을 증착하는 단계, 상기 버퍼 절연막 상부에 상기 그루빙이 매립될 정도의 두께로 폴리실리콘막을 증착하는 단계, 폴리실리콘막을 버퍼 절연막이 노출되도록 비등방성 식각하는 단계, 상기 기판 표면에 잔류하는 버퍼 절연막을 제거하는 단계, 및 상기 그루빙내에 매립된 폴리실리콘막을 산화하는 단계를 포함한다.Here, the step of embedding the insulator in the groove, the step of depositing a buffer insulating film on the semiconductor substrate, the step of depositing a polysilicon film to a thickness such that the groove is buried on the buffer insulating film, buffering the polysilicon film Anisotropic etching to expose the insulating film, removing the buffer insulating film remaining on the surface of the substrate, and oxidizing the polysilicon film embedded in the groove.

또한, 본 발명의 다른 실시예의 구성은 다음과 같다.In addition, the configuration of another embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 반도체 기판상의 소정 부분에 가장자리에 그루빙을 갖는 소자 분리막을 형성한다음, 소자 분리막의 그루빙내에 폴리실리콘막을 매립한다. 이어서, 그루빙내에 매립된 폴리실리콘막을 산화한다. 다음으로, 반도체 기판상의 소정 부분에 게이트 전극을 형성한 후, 게이트 전극 양측의 반도체 기판을 소정 높이만큼 성장시킨 후, 성장된 반도체 기판에 불순물을 주입하여 접합 영역을 형성한다.First, an element isolation film having grooves at an edge is formed in a predetermined portion on the semiconductor substrate, and then a polysilicon film is embedded in the grooves of the element isolation film. Next, the polysilicon film embedded in the groove is oxidized. Next, after the gate electrode is formed in a predetermined portion on the semiconductor substrate, the semiconductor substrates on both sides of the gate electrode are grown by a predetermined height, and impurities are then injected into the grown semiconductor substrate to form a junction region.

여기서, 그루빙내에 폴리실리콘막을 매립하는 단계는, 반도체 기판상에 버퍼 절연막을 증착하는 단계, 상기 버퍼 절연막 상부에 상기 그루빙이 매립될 정도의 두께로 폴리실리콘막을 증착하는 단계, 상기 폴리실리콘막을 버퍼 절연막이 노출되도록 비등방성 식각하는 단계, 및 상기 기판 표면에 잔류하는 버퍼 절연막을 제거하는 단계를 포함한다. 이때, 폴리실리콘막은 100 내지 500Å 두께로 증착하는 것이 바람직하다.The embedding of the polysilicon film in the groove may include depositing a buffer insulating film on a semiconductor substrate, depositing a polysilicon film to a thickness such that the groove is buried above the buffer insulating film, and forming the polysilicon film. Anisotropic etching to expose the buffer insulating film, and removing the buffer insulating film remaining on the surface of the substrate. At this time, the polysilicon film is preferably deposited to a thickness of 100 to 500 kPa.

또한, 게이트 전극 양측의 반도체 기판은 선택적 에피택셜 성장법에 의하여 성장시키고, 기판으로 부터 소자 분리막까지의 높이보다는 높고, 상기 게이트 전극의 높이 보다는 낮은 두께로 성장시키는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 게이트 전극 양측의 반도체 기판은 200 내지 1000Å 정도의 두께로 성장시킨다.In addition, it is preferable that the semiconductor substrates on both sides of the gate electrode are grown by a selective epitaxial growth method and grown to a thickness higher than the height from the substrate to the device isolation layer and lower than the height of the gate electrode. More preferably, the semiconductor substrates on both sides of the gate electrode are grown to a thickness of about 200 to 1000 mW.

본 발명에 의하면, STI 소자 분리막의 가장 자리 부분에 폴리실리콘막을 매립시킨 다음, 이를 산화시켜서 그루빙이 없는 STI 소자 분리막을 형성한다. 이어서, 접합 영역을 기판으로부터 소정 높이만큼 상승시켜서, 금속 배선이 소자 분리막내로 연장됨을 방지하는 한편, 금속 배선과 반도체 기판의 접촉을 배제한다.According to the present invention, a polysilicon film is embedded at the edge of the STI device isolation film and then oxidized to form an STI device separation film without grooves. Subsequently, the junction region is raised from the substrate by a predetermined height to prevent the metal wiring from extending into the device isolation film while eliminating contact between the metal wiring and the semiconductor substrate.

이에따라, 접합 영역과 소자 분리막의 경계면에 누설 전류가 크게 감소한다.As a result, leakage current is greatly reduced at the interface between the junction region and the device isolation film.

(실시예)(Example)

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도면 도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.2A to 2E are cross-sectional views of respective processes for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

먼저, 도 2a를 참조하여, 반도체 기판(50)의 소자 분리 예정 영역에 샬로우 트랜치(t)를 소정 깊이로 형성한다. 샬로우 트랜치(T)는 다음과 같은 공정에 의하여 형성된다. 먼저, 반도체 기판(50) 상부에 패드 산화막(도시되지 않음)과 실리콘질화막(도시되지 않음)을 순차적으로 증착한다. 소자 분리 예정 영역의 실리콘 질화막이 노출되도록 레지스트 패턴(도시되지 않음)을 형성한다음, 레지스트 패턴을 마스크로 이용하여, 실리콘 질화막 및 패드 산화막을 제거한다. 이어서, 레지스트 패턴도 공지의 방법으로 제거한다. 남겨진 실리콘 질화막을 마스크로 하여, 노출된 반도체 기판(50)을 소정 깊이만큼 식각하여 샬로우 트랜치(T)를 형성한다음, 실리콘 질화막 및 패드 산화막을 제거한다. 그후, 기판(50) 표면을 세정한다. 그리고나서, 샬로우 트랜치(T)가 형성된 반도체 기판(50) 상부에 샬로우 트랜치(T)가 충분히 매립되도록 절연막 예를들어, 고밀도 플라즈마 절연막을 증착한다음, 샬로우 트랜치(T)내에 매립되도록 식각하여, STI 소자 분리막(52)을 형성한다. 여기서, STI 소자 분리막(52)은 반도체 기판(50) 표면으로 부터 소정 높이만큼 돌출되어 있다. 그후, 반도체 기판(50) 표면을 세정한다. 이때, 샬로우 트랜치(T)내에 고밀도 플라즈마 절연막을 매립하는 식각 공정 및 기판 세정 공정시, STI 소자 분리막(52)의 가장자리 부분이 식각되어져, 그루빙(G)이 발생된다.First, referring to FIG. 2A, a shallow trench t is formed in a device isolation scheduled region of the semiconductor substrate 50 to a predetermined depth. The shallow trench T is formed by the following process. First, a pad oxide film (not shown) and a silicon nitride film (not shown) are sequentially deposited on the semiconductor substrate 50. A resist pattern (not shown) is formed to expose the silicon nitride film in the device isolation region, and then the silicon nitride film and the pad oxide film are removed using the resist pattern as a mask. Next, the resist pattern is also removed by a known method. Using the remaining silicon nitride film as a mask, the exposed semiconductor substrate 50 is etched to a predetermined depth to form a shallow trench T, and then the silicon nitride film and the pad oxide film are removed. Thereafter, the surface of the substrate 50 is cleaned. Then, an insulating film, for example, a high density plasma insulating film is deposited so that the shallow trench T is sufficiently buried on the semiconductor substrate 50 on which the shallow trench T is formed, and then embedded in the shallow trench T. By etching, the STI device isolation layer 52 is formed. Here, the STI device isolation layer 52 protrudes from the surface of the semiconductor substrate 50 by a predetermined height. Thereafter, the surface of the semiconductor substrate 50 is cleaned. At this time, in the etching process of embedding the high density plasma insulating film in the shallow trench T and the substrate cleaning process, the edge portion of the STI device isolation film 52 is etched to generate the groove G.

그후, 반도체 기판(50) 상부에 버퍼 절연막(54)과 폴리실리콘막(56)을 순차적으로 증착한다. 여기서, 버퍼 절연막(54)은 박막의 열산화막으로, 약 수십 내지 100Å 정도의 두께로 형성한다. 폴리실리콘막(56)은 그루빙(G)이 충분히 매립될 정도의 두께, 예를들어, 100 내지 500Å 두께로 증착한다. 여기서, 폴리실리콘막(56)은 불순물이 포함되지 않은 폴리실리콘막이거나, 불순물이 포함된 폴리실리콘막일 수 있다.Thereafter, the buffer insulating film 54 and the polysilicon film 56 are sequentially deposited on the semiconductor substrate 50. Here, the buffer insulating film 54 is a thin thermal oxide film, and is formed to a thickness of about several tens to about 100 GPa. The polysilicon film 56 is deposited to a thickness such that the grooving G is sufficiently buried, for example, 100 to 500 mm thick. Here, the polysilicon film 56 may be a polysilicon film containing no impurities or a polysilicon film containing impurities.

도 2b에 도시된 바와 같이, 폴리실리콘막(56)은 버퍼 절연막(54)이 노출될때까지 에치백하여, 그루빙(G)내에 매립된다. 그후, 잔류하는 버퍼 절연막(54)을 습식 식각 방식에 의하여 제거한다.As shown in FIG. 2B, the polysilicon film 56 is etched back until the buffer insulating film 54 is exposed, and is embedded in the groove G. As shown in FIG. Thereafter, the remaining buffer insulating film 54 is removed by a wet etching method.

그 다음, 도 2c를 참조하여, 그루빙(G)내에 매립된 폴리실리콘막(56)을 산화시킨다. 이에따라, 그루빙(G)내에 매립된 폴리실리콘막(56)이 실리콘 산화막이 되어, 그루빙(G)이 없는 소자 분리막(52)이 형성된다. 그후, 폴리실리콘막(56)의 산화 공정시 부수적으로 발생되는 기판(50) 표면의 자연 산화막(도시되지 않음)등을 세정에 의하여 제거한다.Next, referring to FIG. 2C, the polysilicon film 56 embedded in the grooving G is oxidized. As a result, the polysilicon film 56 embedded in the groove G becomes a silicon oxide film, and an element isolation film 52 without the groove G is formed. Thereafter, the native oxide film (not shown) or the like on the surface of the substrate 50 that is incidentally generated during the oxidation process of the polysilicon film 56 is removed by washing.

그리고나서, 반도체 기판(50) 상부에 게이트 절연막(58)과 도전층을 순차적으로 적층한다. 이때, 도전층으로는 도핑된 폴리실리콘막, 전이 금속막, 전이 금속 실리사이드막, 도핑된 폴리실리콘막과 전이 금속막의 적층막 또는 도핑된 폴리실리콘막과 전이 금속 실리사이드막의 적층막이 선택적으로 사용될 수 있다. 그후, 도전층을 패터닝하여, 게이트 전극(60)을 형성한다. 이어서, 게이트 전극(60)의 양측벽에 공지의 비등방성 식각 방식으로 스페이서(62)를 형성한다.Then, the gate insulating film 58 and the conductive layer are sequentially stacked on the semiconductor substrate 50. In this case, a doped polysilicon film, a transition metal film, a transition metal silicide film, a doped polysilicon film and a transition metal film, or a doped polysilicon film and a transition metal silicide film may be selectively used as the conductive layer. . Thereafter, the conductive layer is patterned to form the gate electrode 60. Subsequently, spacers 62 are formed on both sidewalls of the gate electrode 60 by a known anisotropic etching method.

그후, 도 2d에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(60) 양측의 반도체 기판(50) 즉, 접합 영역 예정 부위를 선택적 에피택셜 성장법(selective epitaxial growth)에 의하여 소정 높이만큼 성장시킨다. 이때, 반도체 기판(50)은 STI 소자 분리막(52)의 높이보다는 높으면서, 게이트 전극(60)의 높이보다는 낮도록 성장시키고, 바람직하게는 약 200 내지 1000Å정도 만큼 성장시킨다. 여기서, 도면 부호 64는 에피택셜 성장층을 나타낸다.Thereafter, as shown in FIG. 2D, the semiconductor substrate 50 on both sides of the gate electrode 60, that is, a predetermined region of the junction region, is grown by a predetermined height by selective epitaxial growth. In this case, the semiconductor substrate 50 is grown to be lower than the height of the STI device isolation layer 52 and lower than the height of the gate electrode 60, preferably about 200 to 1000 kV. Here, reference numeral 64 denotes an epitaxial growth layer.

그리고나서, 도 2e에 도시된 것과 같이, 에피택셜 성장층(64)에 기판과 반대타입의 불순물을 이온 주입후, 활성화하여 접합 영역(65)을 형성한다. 여기서, 접합 영역(65)은 에피택셜 성장층(64) 및 그 하부의 반도체 기판(50)의 소정 부분까지 포함한다. 그후, 반도체 기판 결과물 상부에 에치 스톱퍼(66)를 증착한다. 이때, 에치 스톱퍼(66)로는 종래와 마찬가지로 실리콘 질화막 또는 실리콘 질산화막이 이용된다. 다음으로, 에치 스톱퍼(66) 상부에 층간 절연막(68)을 증착한다. 이때, 층간 절연막(68)으로는 평탄화막을 포함하는 실리콘 산화막이 이용될 수 있다.Then, as shown in FIG. 2E, the epitaxial growth layer 64 is ion implanted with impurities of the opposite type to the substrate and then activated to form the junction region 65. Here, the junction region 65 includes the epitaxial growth layer 64 and up to a predetermined portion of the semiconductor substrate 50 thereunder. Thereafter, an etch stopper 66 is deposited over the semiconductor substrate output. At this time, as the etch stopper 66, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is used as in the prior art. Next, an interlayer insulating film 68 is deposited on the etch stopper 66. In this case, a silicon oxide film including a planarization film may be used as the interlayer insulating film 68.

그후, 게이트 전극(60) 상부 및 접합 영역(65)의 표면이 노출되도록 층간 절연막(68) 및 에치 스톱퍼(66)를 식각하여, 콘택홀(H)을 형성한다. 논 오버랩 콘택 방식으로 콘택홀(H)을 형성하는 경우, 그루빙(G)이 제거되었으므로, 콘택홀(H)이 STI 소자 분리막(52)내로 연장되지 않는다. 아울러, STI 소자 분리막(52)의 모서리 부분이 에치 스톱퍼(66) 식각시 일부 식각된다고 하더라도, 접합 영역(65)이 선택적 에피택셜층(64) 뿐만 아니라, 그 하부의 반도체 기판(50) 영역에 걸쳐 형성되었으므로, 콘택홀(H)에 의하여 순수 반도체 기판(50) 영역이 노출되지 않는다. 그후, 노출된 게이트 전극(60) 및 접합 영역(65)과 콘택되도록 금속 배선(70)을 형성한다. 이에따라, 금속 배선(70)이 접합 영역(65) 및 게이트 전극(60) 각각과 콘택되어져, 누설 전류가 발생되지 않는다.Thereafter, the interlayer insulating film 68 and the etch stopper 66 are etched to expose the upper surface of the gate electrode 60 and the junction region 65 to form a contact hole H. When the contact hole H is formed in the non-overlap contact method, since the groove G is removed, the contact hole H does not extend into the STI device isolation layer 52. In addition, even when the edge portion of the STI device isolation layer 52 is partially etched during the etching stopper 66, the junction region 65 may be formed not only on the selective epitaxial layer 64 but also on the region of the semiconductor substrate 50 below. Since it is formed over, the area of the pure semiconductor substrate 50 is not exposed by the contact hole H. Thereafter, the metal wiring 70 is formed to contact the exposed gate electrode 60 and the junction region 65. As a result, the metal wiring 70 is in contact with each of the junction region 65 and the gate electrode 60, so that no leakage current is generated.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, STI 소자 분리막의 가장 자리 부분에 폴리실리콘막을 매립시킨 다음, 이를 산화시켜서 그루빙이 없는 STI 소자 분리막을 형성한다. 이어서, 접합 영역을 기판으로부터 소정 높이만큼 상승시켜서, 금속 배선이 소자 분리막내로 연장됨을 방지하는 한편, 금속 배선과 반도체 기판의 접촉을 배제한다.As described in detail above, according to the present invention, a polysilicon film is embedded at the edge of the STI device isolation film, and then oxidized to form an STI device isolation film without grooves. Subsequently, the junction region is raised from the substrate by a predetermined height to prevent the metal wiring from extending into the device isolation film while eliminating contact between the metal wiring and the semiconductor substrate.

이에따라, 접합 영역과 소자 분리막의 경계면에 누설 전류가 크게 감소한다.As a result, leakage current is greatly reduced at the interface between the junction region and the device isolation film.

기타 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경, 실시할 수 있다.In addition, it can variously change and implement in the range which does not deviate from the summary of this invention.

Claims (10)

반도체 기판상의 소정 부분에 가장자리에 그루빙을 갖는 소자 분리막을 형성하는 단계;Forming a device isolation film having grooves at an edge in a predetermined portion on the semiconductor substrate; 상기 소자 분리막의 그루빙내에 절연물을 매립하는 단계;Embedding an insulator in the grooving of the device isolation film; 상기 반도체 기판상에 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode on the semiconductor substrate; 상기 게이트 전극 양측의 반도체 기판을 소정 높이만큼 성장시키는 단계; 및Growing semiconductor substrates on both sides of the gate electrode by a predetermined height; And 상기 성장된 반도체 기판에 불순물을 주입하여 접합 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.And implanting impurities into the grown semiconductor substrate to form a junction region. 제 1 항에 있어서, 상기 그루빙내에 절연물을 매립하는 단계는,The method of claim 1, wherein embedding an insulator in the grooving comprises: 상기 반도체 기판상에 버퍼 절연막을 증착하는 단계; 상기 버퍼 절연막 상부에 상기 그루빙이 매립될 정도의 두께로 폴리실리콘막을 증착하는 단계; 상기 폴리실리콘막을 버퍼 절연막이 노출되도록 비등방성 식각하는 단계; 상기 기판 표면에 잔류하는 버퍼 절연막을 제거하는 단계; 및 상기 그루빙내에 매립된 폴리실리콘막을 산화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.Depositing a buffer insulating film on the semiconductor substrate; Depositing a polysilicon layer on the buffer insulating layer to a thickness such that the groove is buried; Anisotropically etching the polysilicon film to expose a buffer insulating film; Removing the buffer insulating film remaining on the substrate surface; And oxidizing the polysilicon film embedded in the grooving. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 전극 양측의 반도체 기판은, 상기 기판으로부터 소자 분리막까지의 높이보다는 높고, 상기 게이트 전극의 높이 보다는 낮은 두께로 성장시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.2. The method of claim 1, wherein the semiconductor substrates on both sides of the gate electrode are grown to a thickness higher than the height from the substrate to the device isolation layer and lower than the height of the gate electrode. 반도체 기판상의 소정 부분에 가장자리에 그루빙을 갖는 소자 분리막을 형성하는 단계;Forming a device isolation film having grooves at an edge in a predetermined portion on the semiconductor substrate; 상기 소자 분리막의 그루빙내에 폴리실리콘막을 매립하는 단계;Embedding a polysilicon film in the grooving of the device isolation film; 상기 그루빙내에 매립된 폴리실리콘막을 산화하는 단계;Oxidizing the polysilicon film embedded in the grooving; 상기 반도체 기판상에 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode on the semiconductor substrate; 상기 게이트 전극 양측의 반도체 기판을 소정 높이만큼 성장시키는 단계; 및Growing semiconductor substrates on both sides of the gate electrode by a predetermined height; And 상기 성장된 반도체 기판에 불순물을 주입하여 접합 영역을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.And implanting impurities into the grown semiconductor substrate to form a junction region. 제 4 항에 있어서, 상기 그루빙내에 폴리실리콘막을 매립하는 단계는,The method of claim 4, wherein the embedding of the polysilicon film in the grooving, 상기 반도체 기판상에 버퍼 절연막을 증착하는 단계; 상기 버퍼 절연막 상부에 상기 그루빙이 매립될 정도의 두께로 폴리실리콘막을 증착하는 단계; 상기 폴리실리콘막을 버퍼 절연막이 노출되도록 비등방성 식각하는 단계; 및 상기 기판 표면에 잔류하는 버퍼 절연막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 제조방법.Depositing a buffer insulating film on the semiconductor substrate; Depositing a polysilicon layer on the buffer insulating layer to a thickness such that the groove is buried; Anisotropically etching the polysilicon film to expose a buffer insulating film; And removing the buffer insulating film remaining on the surface of the substrate. 제 5 항에 있어서, 상기 폴리실리콘막은 100 내지 500Å 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.6. The method of claim 5, wherein the polysilicon film is deposited to a thickness of 100 to 500 kHz. 제 4 항에 있어서, 상기 게이트 전극 양측의 반도체 기판은 선택적 에피택셜 성장법에 의하여 성장시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor substrates on both sides of the gate electrode are grown by a selective epitaxial growth method. 제 7 항에 있어서, 상기 게이트 전극 양측의 반도체 기판은, 상기 기판으로부터 소자 분리막까지의 높이보다는 높고, 상기 게이트 전극의 높이 보다는 낮은 두께로 성장시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.8. The method of claim 7, wherein the semiconductor substrates on both sides of the gate electrode are grown to a thickness higher than the height from the substrate to the device isolation layer and lower than the height of the gate electrode. 제 8 항에 있어서, 상기 게이트 전극 양측의 반도체 기판은 200 내지 1000Å 정도의 두께만큼 성장시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of claim 8, wherein the semiconductor substrates on both sides of the gate electrode are grown by a thickness of about 200 to about 1000 microns. 제 4 항에 있어서, 상기 접합 영역을 형성하는 단계 이후에, 반도체 기판 결과물 상부에 에치 스톱퍼를 형성하는 단계; 상기 에치 스톱퍼 상부에 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 및 접합 영역이 노출되도록 층간 절연막 및 에치 스톱퍼를 식각하여, 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 노출된 게이트 전극 및 접합 영역과 콘택되도록 콘택홀내에 금속 배선을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.5. The method of claim 4, further comprising: forming an etch stopper on top of the semiconductor substrate output after forming the junction region; Forming an interlayer insulating film on the etch stopper; Etching the interlayer insulating film and the etch stopper to expose the gate electrode and the junction region to form a contact hole; And forming a metal wiring in a contact hole to contact the exposed gate electrode and the junction region.
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