发明名称 一种双闸极制程之方法
摘要 一种形成具有高品质双闸极介电层之方法,系描述可分别控制薄的及厚的两种闸极介电层厚度,一绝缘区在半导体基板上隔离一第一主动区及一第二主动区,一第一闸极介电层系形成覆接于半导体基板上的第一及第二主动区上,其中第一闸极介电层具有一第一电性厚度,移除在第二主动区中的第一闸极介电层,一第二闸极介电层系形成于第二主动区中,其中第二闸极介电层具有一比第一电性厚度大的第二电性厚度,且其中第二闸极介电层系为含氮的,一多晶矽层系沈积覆接于第一及第二闸极介电层上,这些层系被图案化,以形成一第一闸极电晶体于第一主动区中,而在其下具有第一闸极介电层,且形成一第二闸极电晶体于第二主动区中,而在其下具有第二闸极介电层。
申请公布号 TW556274 申请公布日期 2003.10.01
申请号 TW090102150 申请日期 2001.02.02
申请人 特许半导体制造公司 发明人 仇锋
分类号 H01L21/28 主分类号 H01L21/28
代理机构 代理人 林火泉 台北市大安区忠孝东路四段三一一号十二楼之一
主权项 1.一种制造一积体电路元件之方法,系包括有步骤:提供一绝缘区,在一半导体基板上隔离一第一主动区及一第二主动区;形成一第一闸极介电层覆接于该半导体基板上的该第一及第二主动区,其中该第一闸极介电层具有一第一电性厚度;对该第一闸介电层进行回火处理,其系使用包含有NH3及N2O的群组之一以形成一富含氮之氮氧化矽层;移除在该第二主动区中的该第一闸极介电层;形成一第二闸极介电层于该第二主动区中,其中该第二闸极介电层具有一比该第一电性厚度大的第二电性厚度,且其中该第二闸极介电层系为含氮的,以形成一富含氧之氮氧化矽层;沈积一多晶矽层覆接于该第一及该第二闸极介电层上;图案化该多晶矽层及该第一及该第二闸极介电层,以形成一第一闸极电晶体于该第一主动区中,而在其下具有第一闸极介电层,且形成一第二闸极电晶体于该第二主动区中,而在其下具有第二闸极介电层;及完成该积体电路元件。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一闸极介电层具有一个介于20到100埃之间的物理厚度。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一闸极介电层系藉由LPCVD而形成氮化矽,其中一第一缓冲氧化物层系形成至一个在5到10埃之间的厚度,而覆接于一氮化矽层上,其中该第一闸极介电层的总物理厚度系介于30到100埃之间。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一闸极介电层系藉由LPCVD而形成氮化矽,其中一第一缓冲氮氧化矽层系形成至一个在5到10埃之间的厚度,而在一氮化矽层之下,其中该第一闸极介电层的总物理厚度系介于30到100埃之间。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一闸极介电层系藉由RTCVD而形成氮化矽,其中一第一缓冲氮氧化矽层系形成至一个在5到10埃之间的厚度,而在一氮化矽层之下,其中该第一闸极介电层的总物理厚度系介于30到100埃之间。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一闸极介电层具有矽:40到60%、氮:40到70%、及氧:1到10%的成份。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第二闸极介电层系藉由热成长一二氧化矽层而成长,且回火该二氧化矽层,系使用包含有NH3及N2O的组群之一,且其中该第二闸极介电层的物理厚度系介于30到100埃之间。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第二闸极介电层系藉由热成长一氮氧化矽层而成长,系使用包含有NO及N2O的组群之一,且其中该第二闸极介电层的物理厚度系介于30到100埃之间。9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第二闸极介电层具有矽:30到35%、氮:1到5%、及氧:61到67%的成份。10.如申请专利范围第1项所述之方法,尚包括有:形成源极及汲极区于该半导体基板中,而邻接该第一及该第二闸极电晶体;沈积一绝缘层覆接于该半导体基板及该第一及第二闸极电晶体上;打开接触窗穿过该绝缘层,到底部该源极及汲极区;将该接触窗填满一传导层,且图案化该传导层;及沈积一钝态保护层覆接于该所图案化的传导层,以完成该积体电路元件。11.一种制造一积体电路元件之方法,系包括有步骤:提供一绝缘区,在一半导体基板上隔离一第一主动区及一第二主动区;形成一富含氮之闸极氮化层覆接于该半导体基板上的该第一及第二主动区,其中该闸极氮化层具有一第一电性厚度;移除在该第二主动区中的该闸极氮化层;形成一富含氧之含氮闸极氧化层于该第二主动区中,其中该含氮闸极氧化层具有一比该第一电性厚度大的第二电性厚度;沈积一多晶矽层覆接于该闸极氮化层及该含氮闸极氧化层上;图案化该多晶矽层、该闸极氮化层、及该含氮闸极氧化层,以形成一第一闸极电晶体于该第一主动区中,而在其下具有该闸极氮化物层,且形成一第二闸极电晶体于该第二主动区中,而在其下具有该含氮闸极氧化层;及完成该积体电路元件。12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该闸极氮化层具有一个介于20到100埃之间的物理厚度。13.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该闸极氮化层系藉由LPCVD而形成氮化矽,其中一第一缓冲氧化物层系形成至一个在5到10埃之间的厚度,而在一氮化矽层之下,其中该闸极氮化层的总物理厚度系介于30到100埃之间。14.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该闸极氮化层系藉由LPCVD而形成氮化矽,其中一第一缓冲氮氧化矽层系形成至一个在5到10埃之间的厚度,而在一氮化矽层之下,其中该闸极氮化层的总物理厚度系介于30到100埃之间。15.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该闸极氮化层系藉由RTCVD而形成氮化矽,其中一第一缓冲氮氧化矽层系形成至一个在5到10埃之间的厚度,而在一氮化矽层之下,其中该闸极氮化层的总物理厚度系介于30到100埃之间。16.如申请专利范围第15项所述之方法,尚包括有回火该闸极氮化层,系使用包含有NH3及N2O的组群之一。17.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该闸极氮化层具有矽:40到60%、氮:40到70%、及氧:1到10%的成份。18.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该含氮闸极氧化层系藉由热成长一二氧化矽层而成长,且回火该二氧化矽层,系使用包含有NH3及N2O的组群之一,且其中该含氮闸极氧化层的物理厚度系介于30到100埃之间。19.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该含氮闸极氧化层系藉由热成长一氮氧化矽层而成长,系使用包含有NO及N2O的组群之一,且其中该第二闸极介电层的物理厚度系介于30到100埃之间。20.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该含氮闸极氧化层具有矽:30到35%、氮:1到5%、及氧:61到67%的成份。21.如申请专利范围第11项所述之方法,尚包括有:形成源极及汲极区于该半导体基板中,而邻接该第一及该第二闸极电晶体;沈积一绝缘层覆接于该半导体基板及该第一及第二闸极电晶体上;打开接触窗穿过该绝缘层,到底部该源极及汲极区;将该接触窗填满一传导层、且图案化该传导层;及沈积一钝态保护层覆盖于该所图案化的传导层,以完成该积体电路元件。22.一种制造一积体电路元件之方法,系包括有步骤:提供一绝缘区,在一半导体基板上隔离一第一主动区及一第二主动区;形成一富含有氮的氮化矽层覆接于该半导体基板上的该第一及第二主动区;移除在该第二主动区中的该富含有氮的氮化矽层;形成一富含有氧的氮氧化矽层于该第二主动区中;沈积一多晶矽层覆接于该富含有氮的氮化矽层及该富含有氧的氮氧化矽层上;图案化该多晶矽层、该富含有氮的氮化矽层、及该富含有氧的氮氧化矽层,以形成一第一闸极电晶体于该第一主动区中,而在其下具有该富含有氮的氮化矽层,且形成一第二闸极电晶体于该第二主动区中,而在其下具有该富含有氧的氮氧化矽层;形成源极及汲极区于该半导体基板中,而邻接该第一及该第二闸极电晶体;沈积一绝缘层覆接于该半导体基板及该第一及该第二闸极电晶体上;打开接触窗穿过该绝缘层,到底部该源极及汲极区;将该接触窗填满一传导层、且图案化该传导层;及沈积一钝态保护层覆盖于所图案化的该传导层,以完成该积体电路元件。23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该富含有氮的氮化矽层具有一个介于20到100埃之间的物理厚度。24.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该富含有氮的氮化矽层系藉由LPCVD而形成氮化矽,其中一第一缓冲氧化物层系形成至一个在5到10埃之间的厚度,而在一氮化矽层之下。25.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该富含有氮的氮化矽层系藉由LPCVD而形成氮化矽,其中一第一缓冲氮氧化矽层系形成至一个在5到10埃之间的厚度,而在一氮化矽层之下。26.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该富含有氮的氮化矽层系藉由RTCVD而形成氮化矽,其中一第一缓冲氮氧化矽层系形成至一个在5到10埃之间的厚度,而在一氮化矽层之下。27.如申请专利范围第26项所述之方法,尚包括有回火该富含有氮的氮化矽层,系使用包含有NH3及N2O的组群之一。28.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该富含有氮的氮化矽层具有矽:40到60%、氮:40到70%、及氧:1到10%的成份。29.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该富含有氧的氮氧化矽层的物理厚度系介于30到100埃之间。30.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该富含有氧的氮氧化矽层系藉由热成长一二氧化矽层而成长,且回火该二氧化矽层,系使用包含有NH3及N2O的组群之一。31.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该富含有氧的氮氧化矽层系藉由热成长一氮氧化矽层而成长,系使用包含有NO及N2O的组群之一。32.如申请专利范围第22项所述之方法,其中该富含有氧的氮氧化矽层具有矽:30到35%、氮:1到5%、及氧:61到67%的成份。图式简单说明:第1图到第6图系说明本发明一较佳实施例之横剖面图。
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