fabrication of Self-Aligned Mo2N/MO-Gate MOSFET and Its Characteristics

자기 정렬된 Mo2N/Mo 게이트 MOSFET의 제조 및 특성

MOEN/MO double layer which is to be used It)r the RMOS (refractory metal oxide semiconductor) gate material has been fabricated by means of low temperature reactive sputtering in N2 and Ar mixture. Good Mo2N film was obtained in the volumetric mixture of Ar:N2=95:5. The sheet resistance of the fabricated Mo7N film was about 1.20 - 1.28 ohms/square, which is about an order of magnitude lower than that of polysilicon film, and this would enable to improve the operational speed of devices fabricated with this material. When PSG (phosphorus silicate glass) was used as impurity diffusion source for the source and drain of the RMOSFET in the N2 atmosphere at about 110$0^{\circ}C$, the Mo2N was reduced to Mo resulting in much smaller sheet resistance of about 0.38 ohm/square. The threshold voltage of the RMOSFET fabricated in our experiment was - 1.5 V, and both depletion and enhancement mode RMOSFETs could be obtained.

RMOS(refractors metal oxide semiconductor)의 게이트 금속으로 사용되는 Mo2N/Mo 이중층을 N2와 Ar을 혼합하여 저온의 반응성 스펏터링법으로 제조하였다. Ar : N2=95 : 5로 혼합된 가스 분위기에서 반응성 스펏터링을 할 때 Mo2N이 잘 형성되었다. 이렇게 제조한 Mo2N 박막은 면저항이 약 1.20∼1.28Ω/□로서 다결정 실리콘의 1/10정도가 되어 반도체 소자의 동작속도를 크게 향상시킬 것으로 기대된다. 1100℃의 N2분위기에서 PSC(phosphorus silicate glass)를 불순물 확산원으로 하여 소오스와 드레인의 불순물 확산을 할때 Mo2N 박막이 Mo으로 환원되어 확산전의 면저항보다 훨씬 작은 약 0.38Ω/□정도의 면저항을 나타내었다. 본 실험에서 제작한 자기정렬된 RMOSFET의 문턱전압은 약 -1.5V이고 결핍과 증가의 두 가지 동작특성을 나타내었다.