일반기술

자발적 정렬, 높은 속도 MOSFET를 제조하기 위한 방법

본 기술은 반도체 장치와 제조 과정 그리고 초고밀도 집적회로에 유용한 자발적 정렬 MOSFET 구조와 관련한 기술로, 높은 속도를 가지고, 자발적 정렬이 일어나는 MOSFET의 제조 기술이다. MOSFET 기술은 마이크로프로세서, ASIC 그리고 반도체 메모리에 응용되는 초고밀도 집적회로에 많이 적용되고 있다. 높은 속도 MOSFET 장치는 장치의 채널에 천공 마개 (stopper) 지역을 포함한다. 마개 지역은 게이트 전극을 통하여 고 에너지 이온 주입에 의해서 형성되고, 채널과 함께 자발적 정렬이 된다. 즉, 천공 마개는 게이트 전극 골격를 통하여 그리고 채널 안으로 고 에너지 이온 주입에 의하여 게이트 전극이 형성된 후 MOSFET 장치의 채널 지역에서 형성되며, 이로 인해 채널 지역에 중심적으로 위치한 천공 마개를 가진 게이트 전극 하에서 마개의 자발적 정렬이 이루어지고, 장치의 접합 캐패시턴스가 감소한다. 마개 지역은 소스와 드레인 지역이 형성되기 전후와 소스와 드레인 도펀트 삽입침과 같은 마스킹 단계에서 형성될 수 있다. 문턱 조절 삽입침은 동시에 제조될 수 있다. 본 기술에서 채널 지역에 있어서 국부적, 퇴화된 (retrograded) 도핑이 절실히 요구되며, 이는 소스와 드레인 지역이 얇게 도핑된 기질에서 겹쳐지는 것을 방지할 수 있다. 이것은 접합 캐패시턴스를 작게 유지할 수 있게한다. 퇴화된 도핑은 채널에서 높은 불순물 농도를 사용하지 않고도 튼튼한 천공 마개를 만들 수 있으며, 이동도 저하를 막을 수 있다. 기존에는 이런 문제점을 해결하기 위해 추가적인 회로 기판 설계 과정을 거쳤었다. 그러나, 이 과정은 제조 단가를 상승시키고, 자발적 배열이 억제시키는 문제가 있었다. 이런 문제를 해결하기 위해서는 추가적으로, 많은 양의 도펀트를 조사해야만 했다. 그런데, 도펀트 양을 늘리게 되면 이동도는 저하하고, 접합 캐패시턴스는 상승하는 또다른 부작용을 낳게 된다. 접합 캐패시턴스가 줄어들게 되면, 게이트 지연 시간은 40%이상 감소된다. 따라서, 이를 극복할 수 있는 본 기술을 사용하면 접합 캐패시턴스가 줄어들게 되고, 아울러 동작 속도는 빨라지게 된다.동작 속도가 빨라지고, 자발적 정렬이 이루어지는 MOSFET 제조접합 캐패시턴스를 낮게 하고, 이동도 저하를 막을 수 있음기존 문제점 해결을 위한 기술에 비해, 단가를 낮출 수 있다.다양한 반도체 응용 분야에 적용 가능