일반기술

반도체 소자용 극박막형 절연막의 형성방법

실리콘웨이퍼를 세척한 후 밀폐형 석영챔버에 넣고 0.1 내지 10 torr의 압력에서 산화막 성장용 가스(산소, 아산화질소, 일산화질소, 수소, 수증기 각각 또는 이들의 혼합물)를 주입하여 산화막을 성장시키고 온도를 10초 이내에 900 내지 1100℃로 가열하여 절연막을 성장시키고 상온으로 냉각하여 극박막의 절연막을 제조한다.기존 고온 공정시 빠른 산화막 성장 속도 문제를 저압 공정을 사용하여 해결하였으며 짧은 시간 동안 급속가열하여 스트레스가 없는 산화막을 성장시킬 수 있고 열처리 과다에 의한 채널도핑의 변화도 최소화한다. 또한, 밀폐형이므로 유독 가스를 안전하게 사용할 수 있다.금속산화막반도체(MOS; metal oxide semiconducter) 소자 제작시 필수공정인 절연막 형성방법에서 기존의 게이트산화막(gate oxide)에서 산화막을 형성시키는 방법은 저온에서 S/SiO2 계면에서 스트레스가 발생하여 소자에 나쁜 영향을 주게 되며 이러한 스트레스를 감소시키기 위해 물을 첨가할 경우는 공정온도를 더욱 낮춰야 하는 문제점이 있었다. 또한, NO2, NO 등의 유독가스를 사용할 경우 상압에서 개방관(open-tube) 형태이므로 위험성이 있다. 밀폐된 챔버내에서 고온 및 저압에서 절연막을 형성하여 기존의 산화속도가 빨라서 얇은 두께의 절연막이 생긴 점을 해결하고 계면상 스트레스 문제를 해결하였다. 또한, 밀폐형이기 때문에 유독 가스에 대해서도 안전하다.이와 같이 제조된 절연막은 전기적 구조적 특성이 뛰어나며 두께 조절 및 질소 분포 조절의 용이성과 같은 많은 장점을 가지고 있다