KR20080098421A

Semiconductor device and method for manufacturing the same

Abstract

The semiconductor device includes a silicon substrate; and a field effect transistor including a gate insulating film on the silicon substrate, a gate electrode on the gate insulating film, and source and drain regions. The gate electrode includes, in a portion in contact with the gate insulating film, a crystallized Ni silicide region containing an impurity element having a conductivity opposite to that of the channel region of the field effect transistor.Field Effect Transistor, Ion Implantation, Silicide, Crystallized Ni Silicide, Gate Electrode

KR20080098421A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 19

Term

Projected expiry 24 November 2026.

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17 claims: 2 independent, 15 dependent

  1. 1
    실리콘 기판;및 상기 실리콘 기판 상의 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상의 게이트 전극, 및 소스 영역과 드레인 영역을 포함하는 전계 효과 트랜지스터를 포함하고, 상기 게이트 전극은 적어도 상기 게이트 절연막과 접촉하는 부분에 상기 전계 효과 트랜지스터의 채널 영역의 도전 유형과 반대인 도전 유형의 불순물 원소를 함유한 결정화 Ni 실리사이드 영역을 포함하는, 반도체 디바이스.
  2. 2
    제 1 항에 있어서, 상기 결정화 Ni 실리사이드 영역을 구성하는 실리사이드는 Ni x Si 1 -x (0.2≤ x < 0.4) 로 표현된 조성을 갖는, 반도체 디바이스.
  3. 3
    제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 결정화 Ni 실리사이드 영역을 구성하는 실리사이드는 NiSi 2 상 (phase) 을 포함하는, 반도체 디바이스.
  4. 4
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 기판은 적어도 상기 게이트 절연막과 접촉하는 부분에 P-채널 트랜지스터의 경우 불소 원자들을 함유한 영역과 N-채널 트랜지스터의 경우 질소 원자들을 함유한 영역을 포함하는, 반도체 디바이스.
  5. 5
    실리콘 기판;상기 실리콘 기판 상의 제 1 게이트 절연막, 상기 제 1 게이트 절연막 상의 제 1 게이트 전극, 및 제 1 소스 영역과 제 1 드레인 영역을 포함하는 P-채널 전계 효과 트랜지스터;및 상기 실리콘 기판 상의 제 2 게이트 절연막, 상기 제 2 게이트 절연막 상의 제 2 게이트 전극, 및 제 2 소스 영역과 제 2 드레인 영역을 포함하는 N-채널 전계 효과 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 게이트 전극은 적어도 상기 제 1 게이트 절연막과 접촉하는 부분에, p-형 불순물들을 함유하는 결정화 Ni 실리사이드 영역을 포함하고, 상기 제 2 게이트 전극은 적어도 상기 제 2 게이트 절연막과 접촉하는 부분에, n-형 불순물들을 함유하는 결정화 Ni 실리사이드 영역을 포함하는, 반도체 디바이스.
  6. 6
    제 5 항에 있어서, 상기 제 1 게이트 전극 및 상기 제 2 게이트 전극의 상기 결정화 Ni 실리사이드 영역을 구성하는 실리사이드들은 Ni x Si 1 -x (0.2≤ x < 0.4) 로 표현된 조성을 갖는, 반도체 디바이스.
  7. 7
    제 5 항에 있어서, 상기 제 1 게이트 전극 및 상기 제 2 게이트 전극의 상기 결정화 Ni 실리사이드 영역을 구성하는 실리사이드들은 NiSi 2 상을 포함하는, 반도체 디바이스.
  8. 8
    제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 게이트 전극 및 상기 제 2 게이트 전극은 각각 상기 제 1 게이트 절연막 및 상기 제 2 게이트 절연막과 접촉하는 부분에 그 상부보다 고농도의 불순물 원소를 함유하는 영역들을 포함하는, 반도체 디바이스.
  9. 9
    제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 게이트 전극 및 상기 제 2 게이트 전극은 각각 상기 제 1 게이트 절연막 및 상기 제 2 게이트 절연막과 접촉하는 부분에 1×10 20 cm -3 이상인 불순물 농도를 갖는 영역들을 포함하는, 반도체 디바이스.
  10. 10
    제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 게이트 절연막 및 상기 제 2 게이트 절연막은 실리콘 산화막 또는 실리콘 산질화막인, 반도체 디바이스.
  11. 11
    제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 게이트 절연막 및 상기 제 2 게이트 절연막은 각각 상기 제 1 게이트 전극 및 상기 제 2 게이트 전극과 접촉하는 실리콘 산화막, 실리콘 산화질화막, 또는 실리콘 질화막을 포함하는, 반도체 디바이스.
  12. 12
    제 5 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 기판은 적어도 상기 제 1 게이트 절연막과 접촉하는 부분에 불소 원자들을 함유한 영역을 포함하는, 반도체 디바이스.
  13. 13
    제 5 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 기판은 적어도 상기 제 2 게이트 절연막과 접촉하는 부분에 질소 원자를 함유한 영역을 포함하는, 반도체 디바이스.
  14. 14
    제 5 항에 기재된 반도체 디바이스를 제조하는 방법으로서, n-형 활성 영역과 p-형 활성 영역을 포함하는 실리콘 기판을 제공하는 단계;상기 실리콘 기판 상에 제 1 게이트 절연막과 제 2 게이트 절연막용 절연막을 형성하는 단계;상기 절연막 상부에 게이트용 실리콘막을 형성하는 단계;상기 P-채널 전계 효과 트랜지스터가 형성되는 영역의 게이트용 실리콘막에 p-형 불순물을 첨가하는 단계;상기 N-채널 전계 효과 트랜지스터가 형성되는 영역의 게이트용 실리콘막에 n-형 불순물을 첨가하는 단계;상기 게이트용 실리콘막을 처리하여 게이트 패턴을 형성하는 단계;P-채널 전계 효과 트랜지스터가 형성되는 상기 영역에 제 1 소스 영역과 제 1 드레인 영역을 형성하는 단계;N-채널 전계 효과 트랜지스터가 형성되는 상기 영역에 제 2 소스 영역과 제 2 드레인 영역을 형성하는 단계;상기 게이트 패턴을 피복하도록 층간절연막을 형성하는 단계;상기 층간절연막의 상부를 제거하여 상기 게이트 패턴을 노출하는 단계;상기 노출된 게이트 패턴 상부에 니켈막을 형성하는 단계;열처리를 수행하여 상기 게이트 패턴을 실리사이드화함으로써 제 1 게이트 전극 및 제 2 게이트 전극을 형성하는 단계;및 상기 니켈막의 실리사이드화되지 않은 부분의 잉여 니켈을 선택적으로 제거하는 단계를 포함하는, 반도체 디바이스를 제조하는 방법.
  15. 15
    제 14 항에 있어서, 상기 p-형 불순물과 상기 n-형 불순물은 이온 주입에 의해 첨가되는, 반도체 디바이스를 제조하는 방법.
  16. 16
    제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 게이트 절연막과 상기 제 2 게이트 절연막용 상기 절연막을 형성하기 전에 상기 P-채널 전계 효과 트랜지스터가 형성되는 영역의 상기 실리콘 기판에 불소를 첨가하는 단계를 더 포함하는, 반도체 디바이스를 제조하는 방법.
  17. 17
    제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 게이트 절연막과 상기 제 2 게이트 절연막용 상기 절연막을 형성하기 전에 상기 N-채널 전계 효과 트랜지스터가 형성되는 영역의 상기 실리콘 기판에 질소를 첨가하는 단계를 더 포함하는, 반도체 디바이스를 제조하는 방법.
Independent claims17