发明名称 形成一具有闸极侧边空隙之极短通道金氧半场效电晶体的方法
摘要 首先形成场氧化区域、垫氧化层及第一氮化层于矽基底上。蚀去第一氮化层之部份。依次沈积第一氧化层、第二氮化层于基底上,并回蚀第二氮化层以形成一氮化物间隙璧。以氮化物间隙璧为罩幕,回蚀第一氧化层。再以第一氧化层之剩余部份为罩幕,进行离子布植,以形成遂穿中止区于基底内。分别形成第二氧化层及非晶矽层于基底上。回蚀非晶矽层之部份。除去第一氮化层及氮化物间隙璧,然后进行离子布植。再使用快速热处理的回火法,对杂质进行热扩散的驱入,以形成一源极/汲极接面之扩充部。沈积一第三氧化层于矽基底上。最后回蚀第二氧化层之部份及垫氧化层以形成具有空隙之氧化物间隙璧。
申请公布号 TW365693 申请公布日期 1999.08.01
申请号 TW087105200 申请日期 1998.04.07
申请人 德半导体股份有限公司 发明人 吴协霖
分类号 H01L21/336 主分类号 H01L21/336
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种制造电晶体于一矽基底上的方法,该方法至少包含:形成一场氧化区域于该矽基底上;形成一垫氧化层于该矽基底上;形成一第一氮化层于该场氧化区域及该垫氧化层上;使用微影法及蚀刻法,除去该第一氮化层之部份,以定义一电晶体之闸极区域;形成一第一氧化层于该第一氮化层及该垫氧化层上;形成一第二氮化层于该第一氧化层上;回蚀该第二氮化层之部份直到该第一氧化层外露为止,以形成一氮化物间隙璧;以该氮化物间隙璧为罩幕,除去该第一氧化层及该垫氧化层之部份,以形成该第一氧化层之一第一区域及该第一氧化层之一第二区域,其中,该第一氧化层之该第一区域位于该第一氮化层及该氮化物间隙璧之间,且紧邻于该氮化物间隙璧,而该第一氧化层之该第二区域位于该氮化物间隙壁之正下方,且与该氮化物间隙璧对齐;以该第一氮化层、该第一氧化层之该第一区域、该第一氧化层之该第二区域及该氮化物间隙璧为罩幕,进行离子布植,以形成一遂穿中止区(Punch-ThroughStopping Region)于矽基底内;形成一第二氧化层于该矽基底上,且紧邻于该垫氧化层;形成一非晶矽(a-Si)层于该矽基底上;回蚀该非晶矽层之部份,直到该第一氮化层外露为止;使用微影法及蚀刻法,除去该第一氮化层及该氮化物间隙璧;以该场氧化区域、该第一氧化层之该第一区域及该非晶矽层为罩幕,进行离子布植,以形成一源极、一汲极及一掺杂区域于该第一氧化层之该第二区域之底部;进行杂质的扩散驱入,以形成一源极/汲极接面之扩充部;形成一第三氧化层于该矽基底上,其中该非晶矽层及该第一氧化层之第一区域之间,将产生一空隙(air-gap);及蚀去该第三氧化层及该垫氧化层之部份,以形成具有该空隙之一氧化物间隙璧,其中该氧化物间隙璧位于该矽基底上,且紧邻于该非晶矽层。2.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之垫氧化层之形成方法至少包含热氧化法或化学气相沈积法。3.如申请专利范围第2项之方法,其中上述之热氧化法的温度约为750-1150℃。4.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第一氮化层之形成至少包含低压化学气相沈积法(Low PressureChemical Vapor Deposition, LPCVD)或电浆增强式化学气相沈积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)。5.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第一氧化层之形成至少包含低压化学气相沈积法或电浆增强式化学气相沈积法。6.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第二氮化层之形成至少包含低压化学气相沈积法或电浆增强式化学气相沈积法。7.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之除去该第一氧化层及该垫氧化层之部份,系使用回蚀刻法。8.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第二氮化层,可于N2O环境下使用热氧化法形成。9.如申请专利范围第8项之方法,其中上述之热氧化法的温度约为750-1150℃。10.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第二氮化层,可于NO环境下使用热氧化法形成。11.如申请专利范围第10项之方法,其中上述之热氧化法的温度约为750-1150℃。12.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之非晶矽层之形成,至少包含低压化学气相沈积法、电浆增强式化学气相沈积法、电子环绕共振式(Electron CyclotronResonance)化学气相沈积法或极高真空式(Ultra HighVacuum)化学气相沈积法等之任一者。13.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之回蚀该非晶矽层之部份,至少包合使用反应性离子蚀刻法(ReactiveIon Etching, RIE)。14.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之回蚀该非晶矽层之部份,至少包含使用化学机械研磨法(ChemicalMechanical Polishing, CMP)。15.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之进行杂质的扩散驱入,以形成一源极/汲极接面之扩充部,系使用快速热处理(Rapid Thermal Process, RTP)的回火法。16.如申请专利范围第15项之方法,其中上述之快速热处理的回火法之温度约为750-1150℃。17.如申请专利范围第16项之方法,其中上述之快速热处理的回火法之时间约为5-180秒。18.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第三氧化层之形成,至少包含使用低压化学气相沈积法或电浆增强式化学气相沈积法。19.一种制造电晶体于一矽基底上的方法,该方法至少包含:形成一场氧化区域于该矽基底上;使用热氧化法或化学气相沈积法,形成一垫氧化层于该矽基底上;形成一第一氮化层于该场氧化区域及该垫氧化层上;使用微影法及蚀刻法,除去该第一氮化层之部份,以定义一电晶体之闸极区域;形成一第一氧化层于该第一氮化层及该垫氧化层上;形成一第二氮化层于该第一氧化层上;回蚀该第二氮化层之部份直到该第一氧化层外露为止,以形成一氮化物间隙璧;以该氮化物间隙璧为罩幕,回蚀刻该第一氧化层及该垫氧化层之部份,以形成该第一氧化层之一第一区域及该第一氧化层之一第二区域,其中,该第一氧化层之该第一区域位于该第一氮化层及该氮化物间隙璧之间,且紧邻于该氮化物间隙璧,而该第一氧化层之该第二区域位于该氮化物间隙壁之正下方,且与该氮化物间隙璧对齐;以该第一氮化层、该第一氧化层之该第一区域、该第一氧化层之该第二区域及该氮化物间隙璧为罩幕,进行离子布植,以形成一遂穿中止区(Punch-Through Stopping Region)于矽基底内;使用热氧化法于N2O或NO环境下,以形成一第二氧化层于该矽基底上,且紧邻于该垫氧化层;形成一非晶矽(a-Si)层于该矽基底上;利用反应性离子蚀刻法(Reactive Ion Etching, RIE)或化学机械研磨法(Chemical Mechanical Polishing, CMP),回蚀刻该非晶矽层之部份,直到该第一氮化层外露为止;使用微影法及蚀刻法,除去该第一氮化层及该氮化物间隙璧;以该场氧化区域、该第一氧化层之该第一区域及该非晶矽层为罩幕,进行离子布植,以形成一源极、一汲极及一掺杂区域于该第一氧化层之该第二区域之底部;使用快速热处理(Rapid Thermal Process, RTP)的回火法,进行杂质的扩散驱入,以形成一源极/汲极接面之扩充部;形成一第三氧化层于该矽基底上,其中该非晶矽层及该第一氧化层之第一区域之间,将产生一空隙(air-gap);及蚀去该第三氧化层及该垫氧化层之部份,以形成具有该空隙之一氧化物间隙璧,其中该氧化物间隙璧位于该矽基底上,且紧邻于该非晶矽层。20.如申请专利范围第19项之方法,其中上述之热氧化法的温度约为750-1150℃。21.如申请专利范围第19项之方法,其中上述之第一氮化层之形成至少包含低压化学气相沈积法(Low PressureChemical Vapor Deposition, LPCVD)或电浆增强式化学气相沈积法(Plasma Enha-nced Chemical VaporDeposition)。22.如申请专利范围第19项之方法,其中上述之第一氧化层之形成至少包含低压化学气相沈积法或电浆增强式化学气相沈积法。23.如申请专利范围第19项之方法,其中上述之第二氮化层之形成至少包含低压化学气相沈积法或电浆增强式化学气相沈积法。24.如申请专利范围第19项之方法,其中上述之非晶矽层之形成,至少包含低压化学气相沈积法、电浆增强式化学气相沈积法、电子环绕共振式(Electron CyclotronResonance)化学气相沈积法或极高真空式(Ultra HighVacuum)化学气相沈积法等之任一者。25.如申请专利范围第19项之方法,其中上述之快速热处理的回火法之温度约为750-1150℃。26.如申请专利范围第19项之方法,其中上述之快速热处理的回火法之时间约为5-180秒。27.如申请专利范围第19项之方法,其中上述之第三氧化层之形成,至少包含使用低压化学气相沈积法或电浆增强式化学气相沈积法。图式简单说明:第一图显示依据本发明之一实施例,于矽基底上依次形成一二氧化矽层、一氮化矽层及一场氧化区域之截面图。第二图显示依据本发明之一实施例,于矽基底上依次形成一垫氧化层及一第一氮化层之截面图。第三图显示依据本发明之一实施例,蚀去第一氮化层之部份,定义出电晶体之闸极区域的截面图。第四图显示依据本发明之一实施例,沈积一第一氧化层于第一氮化层及垫氧化层上之截面图。第五图显示依据本发明之一实施例,沈积一第二氮化层于第一氧化层上,再利用回蚀刻法以形成一氮化物间隙壁之截面图。第六图显示依据本发明之一实施例,以氮化物间隙璧为罩幕,回蚀刻第一氧化层及垫氧化层之部份,然后植入遂穿中止区于矽基底内的截面图。第七图显示依据本发明之一实施例,形成一第二氧化层,再沈积一非晶矽(a-Si)层于矽基底上的截面图。第八图显示依据本发明之一实施例,利用RIE或CMP系统,回蚀刻a-Si层之截面图。第九图显示依据本发明之一实施例,除去全部的第一氮化层及氮化物间隙璧,然后利用离子布植法进行掺杂之截面图。第十图显示依据本发明之一实施例,使用快速热处理(RTP)的回火法,对杂质进行热扩散的驱入,形成一源极/汲极接面之扩充部之截面图。第十一图显示依据本发明之一实施例,沈积一第三氧化层于矽基底上截面图。第十二图显示依据本发明之一实施例,回蚀刻第三氧化层及垫氧化层之部份,以形成一具有空隙(air-gap)的氧化物间隙壁之截面图。
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