KR101035575B1 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 고주파 소자가 형성될 반도체 기판 하부에 실리콘 산화막을 형성하고, 딥 트렌치를 이용한 소자 분리막을 형성하여 고주파 소자영역을 전기적/물리적으로 완전히 차단할 수 있고, 실리콘 산화막과, 소자 분리막을 이용하여 3차원적으로 차단된 고주파 소자 영역으로 인해 노이즈 발생과 소자간의 크로스 토크 발생을 방지할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a silicon oxide film is formed below a semiconductor substrate on which a high frequency device is to be formed, and a device isolation film using a deep trench is formed to completely block the high frequency device region electrically and physically. Provided is a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing noise and crosstalk between devices due to an oxide film and a region of a high frequency device that is three-dimensionally blocked by using an isolation film.
실리콘 산화막, 고주파 소자, 딥 드렌치, 필드 산화막Silicon oxide, high frequency device, deep trench, field oxide
Description
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
1A to 1F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 반도체 기판 20 : 실리콘 산화막10
30 : 패드 산화막 40 : 패드 질화막30: pad oxide film 40: pad nitride film
50 : 필드 산화막 53 : 측벽 산화막50: field oxide film 53: sidewall oxide film
56, 74 : 폴리 실리콘막 60 : 소자 분리막56, 74: polysilicon film 60: device isolation film
70 : 웰 72 : 게이트 산화막70 well 72 gate oxide film
80 : 게이트 전극 82 : 측벽 스페이서80
84 : 소스/드레인 90 : 층간 절연막84 source /
95 : 콘택 플러그 100 : 금속배선
95: contact plug 100: metal wiring
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 고주파 소자의 전기적 절연을 위한 방법에 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 electrical insulation of a high frequency device.
기존의 마이크로파 회로는 HMIC(Hybrid Microwave IC)가 주류를 이루었으나, 80년대 이후 초고주파 반도체 기술의 급속한 발전에 힘입어 고주파수의 반도체 소자들은 점차로 능동소자와 수동소자를 하나의 반도체 기판 상에 구현한 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)화가 시작되었다. Conventional microwave circuits are mainly dominated by Hybrid Microwave ICs (HMICs). However, due to the rapid development of ultra-high frequency semiconductor technology since the 1980s, high-frequency semiconductor devices have gradually increased active and passive devices on a single semiconductor substrate. (Monolithic Microwave Integrated Circuit) has begun.
상기 MMIC는 모든 능동소자와 수동소자를 하나의 기판 위에 구현된 회로로써, 능동소자의 기판으로 사용되는 반도체를 수동소자의 제작에도 이용하여 별도의 연결수단 없이 한 기판 위에 마이크로파 회로 동작에 필요한 모든 고주파반도체소자를 구현함으로써, 크기와 무게 면에서 HMIC에 비해 수십 배에서 수백 배 이상 작아지는 장점을 갖는다. The MMIC is a circuit in which all active devices and passive devices are implemented on a single substrate, and a semiconductor used as a substrate of active devices is also used in the manufacture of a passive device, and all the high frequencies necessary for operating a microwave circuit on one substrate without a separate connection means are used. By implementing the semiconductor device, it has the advantage of being smaller in size and weight in several tens to hundreds of times compared to HMIC.
기존의 실리콘 반도체기판 상에 RF(Radio Frequency) 반도체 소자를 제조하는 것은 공정간의 호환성이 높고 공정의 안정화를 확보할 수 있으며 대 구경의 기판을 사용하게됨으로 가격 경쟁력에서 우월성을 확보 할 수 있다. 하지만 실리콘 기판이 절연층이 아니기 때문에 인덕터(inductor)나 커패시터(Capacitor)와 같은 수동소자를 상기 실리콘 기판 상에 형성하게 되면 상기 수동소자의 양호도(Quality Factor : 이하 'Q' 라함)가 낮게 된다. 즉 상기 실리콘 기판 상에서 수동소자에서 발생하는 EM 필드(Electro Megnetic field)가 차단되지 못하고 흐르게 됨으로써 발 생하는 에너지 손실 때문에 Q가 낮아지게 된다. Manufacturing RF (Radio Frequency) semiconductor devices on existing silicon semiconductor substrates is highly compatible between processes, ensures stabilization of processes, and secures superiority in price competitiveness by using large-caliber substrates. However, since the silicon substrate is not an insulating layer, if a passive element such as an inductor or a capacitor is formed on the silicon substrate, the quality factor (hereinafter referred to as 'Q') of the passive element is low. . That is, Q is lowered due to energy loss caused by the EM field generated in the passive element on the silicon substrate without being blocked.
따라서 상기 실리콘 반도체 기판을 이용하여 높은 Q를 얻기 위해서는 수동소자와 실리콘 기판과의 거리를 멀리 하는 것인데 일반적인 CMOS공정에 의하면 수동 소자와 실리콘 기판과의 거리가 5㎛이내로 형성됨으로 Q를 개선하는데는 한계가 있다. Therefore, in order to obtain high Q using the silicon semiconductor substrate, the distance between the passive element and the silicon substrate is far from each other. According to a general CMOS process, the distance between the passive element and the silicon substrate is formed within 5 μm, which is a limitation in improving Q. There is.
종래에는 RF 소자의 경우 포텐셜(Potential)차를 이용한 소자 분리이기 때문에 디지털 블록(Digital Block; 로직 소자영역)의 스위칭시 발생되는 신호가 완벽히 차단되지 못해 노이즈 발생 가능성의 문제점이 있고, 이로인해 컷 오프 주파수(Cut-Off Frequency; Ft), Fmax(Mac Oscillation Frequency)등의 감소를 유발하여 소자의 동작에 악영향을 미친다.
Conventionally, in the case of the RF device, since the device is separated using a potential difference, a signal generated during switching of a digital block (logic element area) may not be completely blocked, which may cause noise. Cut-off frequency (Ft) and Fmax (Mac Oscillation Frequency) can be reduced to adversely affect the operation of the device.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 고주파 소자가 형성되는 모든 영역을 완벽하게 차단할 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.
Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device that can completely block all regions where a high frequency device is formed in order to solve the above problems.
본 발명에 따른 고주파 소자가 형성될 제 1 영역과 로직 소자가 형성될 제 2 영역이 정의된 반도체 기판이 제공되는 단계와, 상기 제 1 영역의 상기 반도체 기판내에 실리콘 산화막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 영역의 상기 반도체 기판에 제 1 소자 분리막을 형성하고, 상기 제 1 영역의 상기 반도체 기판에 상기 실리콘 산화막과 접속된 제 2 소자 분리막을 형성하는 단계 및 상기 제 1 영역에 고주파 소자용 트랜지스터를 형성하고, 상기 제 2 영역에 로직 소자용 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다. Providing a semiconductor substrate in which a first region in which a high frequency element is to be formed and a second region in which a logic element is to be formed are provided, forming a silicon oxide film in the semiconductor substrate in the first region; Forming a first device isolation film on the semiconductor substrate in a second region, forming a second device isolation film connected to the silicon oxide film on the semiconductor substrate in the first region, and forming a high frequency device transistor in the first region. And forming a transistor for logic elements in the second region.
바람직하게, 상기 상기 제 1 영역의 상기 반도체 기판내에 실리콘 산화막을 형성하는 단계, 상기 제 1 영역을 개방하는 감광막 패턴을 형성하는 단계와, 상기 감광막 패턴을 이온주입 마스크로 하고, 600 내지 5000KeV의 이온주입 에너지로 산소이온을 1E12 내지 1E19atoms/㎠의 도즈량으로 주입하는 이온주입 공정을 실시하는 단계 및 열처리 공정을 실시하여 상기 실리콘 산화막을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 열처리 공정은 700 내지 1200℃의 온도에서 N2/O2 분위기에서 10 내지 900분간 노를 이용하여 실시하거나, 700 내지 1200℃의 온도에서 N2/O2 분위기에서 10 내지 600초간 RTP를 이용하여 실시할 수 있다. Preferably, forming a silicon oxide film in the semiconductor substrate of the first region, forming a photoresist pattern that opens the first region, and using the photoresist pattern as an ion implantation mask, ions of 600 to 5000 KeV Performing an ion implantation process of implanting oxygen ions at a dose of 1E12 to 1E19atoms / cm 2 as an implantation energy, and performing a heat treatment process to form the silicon oxide film, wherein the heat treatment process is performed at 700 to 1200 ° C. carried out using a from 10 to 900 minutes in the furnace N 2 / O 2 atmosphere at a temperature, or may be performed using a 10 to 600 seconds in the RTP N 2 / O 2 atmosphere at a temperature of 700 to 1200 ℃.
바람직하게, 상기 제 2 영역의 상기 반도체 기판에 제 1 소자 분리막을 형성하고, 상기 제 1 영역의 상기 반도체 기판에 상기 실리콘 산화막과 접속된 제 2 소자 분리막을 형성하는 단계는, 상기 반도체 기판에 패드 산화막 및 패드 질화막을 형성하는 단계와, 상기 제 2 영역의 상기 패드 질화막, 상기 패드 산화막 및 상기 반도체 기판을 패터닝하여 셀로우 트렌치를 형성하는 단계와, 전체 구조상에 상기 셀로우 트렌치가 매립되도록 필드 산화막을 도포한 다음, 상기 패드 질화막 상부에 소정 두께 잔류되도록 식각하는 단계와, 상기 제 1 영역의 상기 필드 산화막, 상기 패드 질화막, 상기 패드 산화막 및 상기 반도체 기판을 패터닝하여 딥 트렌치를 형 성하는 단계와, 측벽 산화공정을 실시하여 상기 딥 트렌치의 측벽과 하부에 측벽 산화막을 형성하는 단계 및 상기 딥 트렌치가 매립되도록 폴리 실리콘막으로 매립한 다음, 상기 패드 질화막을 정지막으로 하는 평탄화 공정을 실시하여 상기 제 2 영역에는 상기 제 1 소자 분막을 형성하고, 상기 제 1 영역에는 상기 제 1 소자 분리막보다 더 깊은 상기 제 2 소자 분리막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. Preferably, forming a first device isolation film on the semiconductor substrate in the second region, and forming a second device isolation film connected to the silicon oxide film on the semiconductor substrate in the first region may include a pad on the semiconductor substrate. Forming an oxide film and a pad nitride film, patterning the pad nitride film, the pad oxide film, and the semiconductor substrate in the second region to form a shallow trench, and forming a field oxide film so as to embed the shallow trench in the entire structure And then etching the pad nitride film to a predetermined thickness on the pad nitride film, and patterning the field oxide film, the pad nitride film, the pad oxide film, and the semiconductor substrate in the first region to form a deep trench. And forming a sidewall oxide film on the sidewalls and the bottom of the deep trench by performing a sidewall oxidation process. And embedding the polysilicon film so as to fill the deep trench, and then performing a planarization process using the pad nitride film as a stop film to form the first device separator in the second region, and the first region in the first region. The method may include forming the second device isolation layer that is deeper than the device isolation layer.
바람직하게, 상기 패드 질화막 상에 상기 필드 산화막이 800 내지 1200Å 두께 잔류되도록 하고, 상기 딥 트렌치는 약 3000 내지 80000Å 깊이로 형성하여 상기 제 1 영역의 상기 실리콘 산화막이 노출되도록 할 수 있다.
Preferably, the pad oxide layer may have a thickness of about 800 to 1200 Å and the deep trench may be formed to have a depth of about 3000 to 80000 Å to expose the silicon oxide layer of the first region.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like numbers refer to like elements in the figures.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 1A to 1F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with the present invention.
도 1a를 참조하면, 반도체 기판(10)에 고주파(RF) 소자가 형성될 제 1 영역(A)과 로직(Logic) 소자가 형성될 제 2 영역(B)을 정의한다. 제 1 영역(A)의 반도체 기판(10) 내에 실리콘 산화막(20)을 형성한다.
Referring to FIG. 1A, a first region A in which a high frequency (RF) element is to be formed and a second region B in which a logic element is to be formed are defined in the
반도체 기판(10)상에 감광막을 도포한 다음, 마스크를 이용한 사진식각공정을 실시하여 제 1 영역(A)을 개방하는 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 이온주입 마스크로 하는 이온주입 공정을 실시하여 반도체 기판(10)내에 산소 이온층을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 제거한 다음, 열처리 공정을 실시하여 반도체 기판(10)과 산소 이온층간의 반응을 통해 실리콘 산화막(20)을 형성하는 것이 바람직하다. 실리콘 산화막(20)을 후속 공정에 의해 형성될 웰 영역보다 더 깊게 형성하는 것이 바람직하다. After the photoresist is coated on the
이온주입 공정은 600 내지 5000KeV의 이온주입 에너지로 산소이온(O, O2)을 1E12 내지 1E19atoms/㎠의 도즈량으로 주입하는 것이 바람직하다. 열처리 공정은 노를 이용할 경우 700 내지 1200℃의 온도에서 N2/O2 분위기에서 10 내지 900분간 실시하는 것이 바람직하다. RTP를 이용할 경우, 700 내지 1200℃의 온도에서 N2/O2 분위기에서 10 내지 600초간 실시하는 것이 바람직하다. 상술한 온도보다 높으면 반도체 기판(10)이 열에 의한 스트레스를 받게 되고 이보다 낮을 겨우 산소 이온과 실리콘과의 충분한 반응이 일어나지 않게 된다. 또한, 형성될 산화막의 두께는 상술한 공정 시간과 온도에 따라 매우 다양하게 될 수 있다. 본 실시예에서는 실리콘 산화막(20)으로 10 내지 50000Å 두께로 형성하는 것이 바람직하다. In the ion implantation process, oxygen ions (O, O 2 ) are preferably injected at a dose of 1E12 to 1E19 atoms / cm 2 with ion implantation energy of 600 to 5000 KeV. The heat treatment step is preferably carried out for 10 to 900 minutes in an N 2 / O 2 atmosphere at a temperature of 700 to 1200 ℃ when using a furnace. That when using RTP, in N 2 / O 2 atmosphere at a temperature of 700 to 1200
이온주입과 열처리 공정을 통해 제 1 영역(A)의 반도체 기판(10)내에 BOX(Buried Oxide)를 형성함으로써, 웰의 하부 영역으로 이동하는 전자의 흐름을 완전히 차단할 수 있다.
By forming BOX (Buried Oxide) in the
소정의 세정 공정을 통해 열처리 공정시 발생되는 반도체 기판(10) 표면의 산화막을 제거하는 것이 바람직하다. 세정공정으로는 HF수용액(HF Wet Dip)을 이용하여 제거하거나, 건식 식각(Dry Etch)을 실시하여 제거하는 것이 바람직하다. It is preferable to remove the oxide film on the surface of the
도 1b를 참조하면, 반도체 기판(10)상에 패드 산화막(30) 및 패드 질화막(40)을 순차적으로 형성한다. 제 2 영역(B)의 패드 질화막(40), 패드 산화막(30) 및 반도체 기판(10)을 패터닝 하여 셀로우 트렌치(Shallow Trench)를 형성한다. 셀로우 트렌치를 필드 산화막(50)을 이용하여 매립한 다음, 평탄화 하여 패드 질화막(40) 상부에 필드 산화막(50)을 소정 두께 잔류시킨다. Referring to FIG. 1B, the
패터닝 공정은 패드 질화막(40) 상에 감광막을 도포한 다음, 마스크를 이용한 사진식각공정을 실시하여 제 2 영역(B)내의 소자 분리 영역(필드 영역)을 개방하는 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 패드 질화막(40)과 패드 산화막(30)을 제거한 다음, 반도체 기판(10)의 일부를 계속적으로 식각하여 제 2 영역(B)에 셀로우 트렌치를 형성하는 것이 바람직하다. 감광막 스트립 공정을 실시하여 상기 감광막 패턴을 제거한다. In the patterning process, a photoresist is applied on the
셀로우 트렌치가 형성된 전체 구조상에 필드 산화막(50)을 트렌치가 매립되도록 증착한 다음, 평탄화 공정을 실시하여 패드 질화막(40) 상부의 필드 산화막(30)을 제거하되, 패드 질화막(40) 상에 소정 두께의 필드 산화막(30)이 잔류되도록 하는 것이 효과적이다. 평탄화 공정은 화학 기계적 연마 또는 전면 식각공정을 이용하여 실시하는 것이 바람직하다. 패드 질화막(40) 상에 잔류하는 필드 산화막(30)의 두께는 800 내지 1200Å 정도 잔류되도록 하여 후속 딥 트렌치 형성 시 하드 마스크막으로써 사용하는 것이 바람직하다. After depositing the
도 1c 및 도 1d를 참조하면, 제 1 영역(A)의 필드 산화막(50), 패드 질화막(40), 패드 산화막(30) 및 반도체 기판(10)을 패터닝 하여 딥 트렌치를 형성한다. 측벽 산화를 실시하여 딥 트렌치 측벽과 하부에 측벽 산화막(53)을 형성한다. 측벽 산화막(53)이 형성된 딥 트렌치를 제 1 폴리 실리콘막(56)으로 매립, 평탄화 하여 소자 분리막(60)을 형성한다. 잔류하는 필드 산화막(50), 패드 질화막(40) 및 패드 산화막(30)을 제거한다. 1C and 1D, the deep trench is formed by patterning the
상기에서 딥 트렌치는 필드 산화막(50) 상에 감광막을 도포한 다음, 마스크를 이용한 사진식각공정을 실시하여 제 1 영역(A)의 딥 트렌치 영역을 개방하는 감광막 패턴(미도시)을 형성한다. 상기 감광막 패턴을 식각마스크로 하는 식각공정을 실시하여 필드 산화막(50)을 제거한다. 상기 감광막 패턴과 필드 산화막(50)을 식각마스크로 하는 딥 트렌치 식각을 실시하여 패드 질화막(40), 패드 산화막(30) 및 반도체 기판(10)을 식각하여 딥 트렌치를 형성한다. 반도체 기판(10) 내에 형성된 실리콘 산화막(20)이 노출될 때까지 반도체 기판(10)을 식각하여 딥 트렌치를 형성하는 것이 바람직하다. 소정의 스트립 및 세정 공정을 실시하여 패드 질화막상의 잔류물들을 제거하고, 딥 트렌치 내부의 식각 부산물을 제거하는 것이 바람직하다. 상술한 공정에 의해 형성되는 딥 트렌치는 약 3000 내지 80000Å 깊이로 형성하는 것이 바람직하다. 딥 트렌치를 3000 내지 50000Å 깊이로 형성하는 것이 가장 바람직하다. The deep trench is formed by applying a photoresist on the
습식 또는 건식 산화공정을 통해 딥 트렌치 측벽과 하부에 측벽 산화막(53) 을 형성하되, 약 50 내지 1500Å 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 이는 질화막의 측벽보다 산화막 및 실리콘 기판에서의 산화가 더 잘 이루어지기 때문에 충분한 산화를 통해 그 형성되는 막의 두께가 다르게 될 수 있기 때문이다. 본 실시예에서는 충분한 측벽 산화가 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. A
딥 트렌치가 매립되도록 제 1 폴리 실리콘막(56)을 도포한 다음, 패드 질화막(40)을 정지막으로 하는 평탄화 공정을 실시하여 패드 질화막(40) 상의 제 1 폴리 실리콘막(56)을 제거하는 것이 바람직하다. 평탄화 공정은 화학 기계적 연마공정(CMP) 또는 전면 식각공정을 실시하는 것이 바람직하다. 제 2 영역(B)에는 필드 산화막(50)으로 매립된 제 1 소자 분리막(60b)이 형성되고, 제 1 영역(A)에는 측벽 산화막(53)과 제 1 폴리 실리콘막(56)으로 매립된 제 2 소자 분리막(60a)이 형성된다. 딥 트렌치를 제 1 폴리 실리콘막으로 매립함은 갭 필링(Gap-Filling) 능력이 좋고, 후속 공정에서 산화가 쉽게 가능하여 폴리 실리콘을 고립(Isolation)할 수 있기때문이다. The
질화막 스트립 공정을 통해 반도체 기판(10)상에 잔류하는 패드 질화막(40)을 제거하는 것이 바람직하다. 소정의 식각공정을 통해 잔류하는 패드 산화막(30)을 제거하는 것이 바람직하다. 소자 분리막(60)의 일부가 반도체 기판(10) 상으로 돌출된다. It is preferable to remove the
딥 트렌치를 이용한 제 2 소자 분리막(60a)과 하부의 실리콘 산화막(20)에 의해 고주파 소자영역을 전기적으로 완전히 절연하여 고주파 소자간 또는, 로직 소자와 고주파 소자간을 전기적, 물리적으로 완전히 차단할 수 있다. 또한, 물리적 소자분리로 인해 노이즈 발생을 차단할 수 있다. 또한 소자간의 크로스 토크(Cross Talking) 발생을 방지할 수 있다. The second
도 1e를 참조하면, 이온주입 공정을 실시하여 제 1 영역(A) 및 제 2 영역(B)에 웰(70)을 형성한다. 전체 구조상에 게이트 산화막(72) 및 제 2 폴리 실리콘막(74)을 형성한 다음, 제 2 폴리 실리콘막(74) 및 게이트 산화막(72)을 패터닝하여 게이트 전극(80)을 형성한다. 각영역에 소정의 게이트 이온주입을 실시하여 제 1 영역(A)에는 고주파 소자용 게이트 전극(80a)을 형성하고, 제 2 영역(B)에는 로직 소자용 PMOS 및 NMOS 용 게이트 전극(80b 및 80c)을 형성한다. Referring to FIG. 1E, the well 70 is formed in the first region A and the second region B by performing an ion implantation process. After forming the gate oxide film 72 and the second polysilicon film 74 on the entire structure, the gate electrode 80 is formed by patterning the second polysilicon film 74 and the gate oxide film 72. Predetermined gate ion implantation is performed in each region to form a high frequency
웰(70)은 제 1 영역(A)을 개방하는 제 1 이온주입 마스크를 형성한 다음, 소정의 이온주입을 실시하여 P월(70a)을 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 영역(A)의 웰 하부는 실리콘 산화막(20)에 의해 절연되고, 양측부는 제 2 소자 분리막(딥 소자 분리막; 60a)에 의해 절연되어 3차원적으로 완전히 전기적으로 고립된 형상으로 형성될 수 있다. The well 70 preferably forms a P-
제 2 영역(B)의 N웰(70b) 영역을 개방하는 제 2 이온주입 마스크를 형성하여 N웰(70b)을 형성하고, 제 2 영역(B)의 P웰(70c) 영역을 개방하는 제 3 이온주입 마스크를 형성하여 P웰(70C)을 형성한다. A second ion implantation mask that opens the N well 70b region of the second region B to form an
각각의 P웰 및 N웰(70b 및 70c)이 형성된 반도체 기판(10)상에 게이트 산화막(72)을 형성하는 것이 바람직하다. NO 가스를 이용한 열처리 공정을 실시하여 게이트 산화막의 표면을 질화 처리하여 게이트 산화막(72)의 특성을 향상하는 것이 효과적이다.
It is preferable to form the gate oxide film 72 on the
전체 구조상에 제 2 폴리 실리콘막(74)을 형성한 다음, 게이트 마스크 패턴을 형성하여 제 2 폴리 실리콘막(74) 및 게이트 산화막(72)을 식각하여 게이트 전극(80)을 형성한다. 제 1 영역(A)을 개방하는 제 1 마스크를 형성한 다음, 제 1 게이트 이온주입을 실시하여 N+이온이 주입된 고주파 소자용 게이트 전극(80a)을 형성한다. 제 2 영역(B)의 NMOS 및 PMOS 영역을 각기 개방하는 제 2 및 제 3 마스크를 형성한 다음, 각기 이온주입을 실시하여 N+ 또는 P+ 이온이 주입된 로직 소자용 PMOS 및 NMOS 게이트 전극(80b 및 80c)을 형성한다. After forming the second polysilicon layer 74 on the entire structure, a gate mask pattern is formed to etch the second polysilicon layer 74 and the gate oxide layer 72 to form the gate electrode 80. After forming a first mask that opens the first region A, first gate ion implantation is performed to form a
도 1f를 참조하면, 게이트 전극(80) 측벽에 측벽 스페이서(82)를 형성한다. 게이트 전극(80) 양측에 소스/드레인(84)을 형성한다. 전체 구조상에 층간 절연막(90)을 증착한 다음, 층간 절연막(90)을 패터닝 하여 콘택홀을 형성한다. 금속화(Metalization) 공정을 실시하여 콘택 플러그(95)와 금속배선(100)을 형성한다. Referring to FIG. 1F,
측벽 스페이서(82)는 전체 구조상에 절연막을 형성한 다음, 전면 식각을 실시하여 게이트 전극(80) 측벽을 제외한 영역의 절연막을 제거하여 형성하는 것이 바람직하다. 소스/드레인(84)은 제 1 영역(A)의 고주파 소자용 게이트 전극(80a) 양측의 반도체 기판(10)에 고농도 N 타입(N+) 이온을 주입하여 형성하는 것이 바람직하고, 제 2 영역(B)의 로직 소자용 PMOS 및 NMOS 게이트 전극(80b 및 80c) 양측의 반도체 기판(10)에 고농도 P 타입(P+)이온 또는 고농도 N 타입(N+)이온을 주입하여 형성하는 것이 바람직하다. The sidewall spacers 82 may be formed by forming an insulating film on the entire structure, and then etching the entire surface to remove the insulating film in an area except the sidewall of the gate electrode 80. The source / drain 84 is preferably formed by implanting high concentration N-type (N +) ions into the
층간 절연막(90)은 PMD(Pre Metal Dielectric)막을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 패터닝공정을 통해 게이트 전극(80)과 소스/드레인(84) 상부의 층간 절연막(90)의 일부를 제거하여 게이트 전극(80)과 소스/드레인(84)을 노출되도록 하는 콘택홀을 형성하는 것이 바람직하다. The
금속화 공정은 상기의 콘택홀을 도전성의 물질막을 이용하여 매립 평탄화 하여 콘택플러그(95)를 형성하고, 그 상부에 도전성 금속막을 증착한 다음, 이를 패터닝하여 금속배선(100)을 형성하는 것이 바람직하다. 도전성의 물질막은 폴리 실리콘막, 텅스텐, 알루미늄막을 이용할 수 있다. 또한, 도전성 금속막을 구리, 알루미늄, 텅스텐을 이용할 수 있다. 상술한 공정은 GaAs등이 적용되는 MMIC에 응용가능하고, Bi CMOS 직접화에 적용할 수 있다.
In the metallization process, it is preferable to form the
상술한 바와 같이, 본 발명은 고주파 소자가 형성될 반도체 기판 하부에 실리콘 산화막을 형성하고, 딥 트렌치를 이용한 소자 분리막을 형성하여 고주파 소자영역을 전기적/물리적으로 완전히 차단할 수 있다. As described above, the present invention can form a silicon oxide film under the semiconductor substrate on which the high frequency device is to be formed, and form a device isolation layer using a deep trench to completely block the high frequency device region electrically and physically.
또한, 실리콘 산화막과, 소자 분리막을 이용하여 3차원적으로 차단된 고주파 소자 영역으로 인해 노이즈 발생과 소자간의 크로스 토크 발생을 방지할 수 있다.In addition, the occurrence of noise and crosstalk between the devices can be prevented due to the high-frequency device region blocked in three dimensions by using the silicon oxide film and the device isolation film.
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| KR20010006811A (en) * | 1999-06-15 | 2001-01-26 | 사와무라 시코 | Method for fabricating a semiconductor device |
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|---|---|---|---|---|
| KR20000021301A (en) * | 1998-09-28 | 2000-04-25 | 윤종용 | Method for forming trench isolation |
| KR20010006811A (en) * | 1999-06-15 | 2001-01-26 | 사와무라 시코 | Method for fabricating a semiconductor device |
| KR20010003206A (en) * | 1999-06-22 | 2001-01-15 | 김영환 | Method of manufacturing SOI device |
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