发明名称 用于制造电晶体之方法
摘要 一种用于制造第一与第二MOSFET电晶体于半导体基材之相异电隔离主动区中的方法,各电晶体具有复数个层。沈积一第一闸极氧化物层与一第一多晶矽层于主动区上的半导体基材上。蚀刻沟渠于该第一闸极氧化物层与多晶矽层及该半导体基材中,以界定该第一与第二主动区,因而形成以第一主动区界定之第一界定闸极氧化物层与多晶矽层。沈积材料于该沟渠中而形成该主动区隔离,该主动区隔离具有一顶端表面于该半导体基材上。形成一遮罩层于该第一与第二主动区上,并将该遮罩层的经选择部份移除,以曝露出该第二主动区。该遮罩层与主动区隔离一并形成一遮罩,其系定义以第二主动区界定的一开口且该主动区隔离系部份或完全定义该开口。藉该开口沈积材料,以形成一第二闸极氧化物层与一第二多晶矽层,该第二闸极氧化物层与第二多晶矽层系以第二主动区界定。形成第一电晶体与第二电晶体,其中该第一电晶体系以该第一界定闸极氧化物层与多晶矽层作为第一电晶体的复数个层之二层,而该第二电晶体系以该第二闸极氧化物层与第二多晶矽层作为第二电晶体的复数个层之二层。
申请公布号 TW492153 申请公布日期 2002.06.21
申请号 TW088117930 申请日期 1999.11.02
申请人 西门斯股份有限公司 发明人 雷杰西瑞佳雷杰恩;乔克亨拜恩特纳;厄尔里克鲁恩林;汉斯–奥利佛裘克西姆
分类号 H01L21/8238 主分类号 H01L21/8238
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种用于制造第一与第二MOSFET电晶体于半导体基材之相异电隔离主动区中的方法,各电晶体具有复数个层,包含:形成一第一层于该等主动区上;设置一遮罩于该等主动区之一第一主动区上,该遮罩界定一与该等主动区之一第二主动区共延的开口;形成一第二层与一第三层,其系穿经开口沈积材料,该第二与第三层系以第二主动区界定;形成第一电晶体与第二电晶体,其中该第一电晶体系以该第一层作为第一电晶体的复数个层之一而该第二电晶体系以该第二层与第三层作为第二电晶体的复数个层之配对层。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一层形成于第一与第二主动区中,该方法更包含自第二主动区移除全部或部份的第一层。3.如申请专利范围第1项之方法,更包含形成主动区隔离,以定义第二主动区并电隔离第二主动区,其中该遮罩包含主动区隔离,而该主动区隔离至少部份定义该开口。4.如申请专利范围第3项之方法,更包含有:移除该遮罩层之经选择部份,以曝露出该第二主动区,其中该遮罩层与主动区隔离共同形成遮罩。5.如申请专利范围第4项之方法,更包含有蚀刻沟渠于该第一层与该半导体基材中,以界定该第一与第二主动区,因而形成以该第一主动区界定之一第一界定材料层,沈积材料于该沟渠中,以形成主动区隔离,该主动区隔离具有一顶端表面于该半导体基材上。6.如申请专利范围第5项之方法,更包含有:沈积另一材料以形成一第四层于覆盖第一主动区的遮罩上以及第二主动区中,以及移除部份的第四层以形成该第二与第三层之一。7.如申请专利范围第6项之方法,其中移除部份的该第四层包含使用化学机械抛光法(CMP)制程,以将该第四层蚀刻至该第四层与主动区隔离的顶端表面相同水平或在其下方。8.如申请专利范围第1项之方法,包含下列步骤:提供该半导体基材具有一第一种导电形式的杂质,以及以材料来形成一掺杂井于半导体基材中,该材料包含一第二种形式的杂质,该第二层为掺杂井。9.如申请专利范围第1项之方法,其中该第一层为一第一闸极氧化物层,且该方法更包含沈积一第一多晶矽层而形成该第一电晶体的多数层之一,其中该遮罩将覆盖该第一多晶矽层,其中该第二层系为一第二闸极氧化物层,而该第三层为一第二多晶矽层,其中形成该第一电晶体包含将该第一闸极氧化物与该第一多晶矽层蚀刻并刻划以形成一第一闸极电极,且其中该第二电晶体包含将该第二闸极氧化物与该第二多晶矽层蚀刻并刻划以形成一第二闸极电极。10.如申请专利范围第9项之方法,其中该第一与第二多晶矽层之一包含一n掺杂多晶矽层,而另一个该第一与第二多晶矽层之一包含一p掺杂多晶矽层。11.如申请专利范围第9项之方法,其中该第一闸极氧化物层与第二闸极氧化物层具有不同的厚度。12.如申请专利范围第9项之方法,更包含沈积一介电层于该第二多晶矽层上,其中在将第二闸极氧化物层与第二多晶矽层蚀刻并刻划以形成该第二闸极电极时,该介电层被蚀刻与刻划以形成一介电帽罩覆盖于该第二闸极电极中的第二多晶矽层上方。13.如申请专利范围第12项之方法,其中形成该第二电晶体更包含设置用于形成半导体基材中之第二电晶体的源极与汲极的一第二遮罩并藉该第二遮罩植入材料于半导体基材中,以形成该第一电晶体的极与汲极区,该方法更包含有:形成一介电间隔物于第二闸极电极的周围,该介电间隔物自介电帽罩延伸至第二闸极电极周围之源极与汲极区之一,以及形成一导电接触于该源极与汲极区之一,该导电接触藉该介电帽罩与介电间隔物与第二闸极电极电隔离。14.如申请专利范围第12项之方法,更包含至少部份之覆盖该第一主动区的遮罩在沈积该介电层之前被移除,其中该介电层沈积于该第一主动区中之第一多晶矽层上,在将该第一闸极氧化物层与该第一多晶矽层蚀刻并刻划以形成该第一闸极电极时,该介电层蚀刻并刻划以形成一个第二介电帽罩于该第一闸极电极中的第一多晶矽层上。15.如申请专利范围第13项之方法,其中形成该第一电晶体更包含设置一个用于形成在半导体基材中之第一电晶体的源极与汲极区的第三遮罩,并藉该第三遮罩植入材料于半导体基材中而形成该第一电晶体的源极与汲极区,该方法更包含:形成一介电间隔物于该第一闸极电极边缘,该介电间隔物自第二介电帽罩延伸至邻接该第一闸极电极边缘之第一电晶体的源极与汲极区之一,以及形成一导电接触于该第一电晶体的源极与汲极区之一,该导电接触藉第二介电帽罩与介电间隔物而与该第一闸极电极隔离。16.一种用于制造第一与第二MOSFET电晶体于半导体基材之相异电隔离主动区中的方法,各电晶体具有复数个层,包含:沈积一第一闸极氧化物层与一第一多晶矽层于主动区上的半导体基材上;蚀刻沟渠于该第一闸极氧化物层与多晶矽层及该半导体基材中,以界定该第一与第二主动区,因而形成以第一主动区界定之第一界定闸极氧化物层与复晶矽层;沈积材料于该沟渠中而形成该主动区隔离,该主动区隔离具有一顶端表面于该半导体基材上;形成一遮罩层于该第一与第二主动区上;将该遮罩层的经选择部份移除,以曝露出该第二主动区,其中该遮罩层与主动区隔离一并形成一遮罩,其系定义以第二主动区界定的一开口且该主动区隔离系部份或完全定义该开口;藉该开口沈积材料,以形成一第三闸极氧化物层与一第二多晶矽层,该第二闸极氧化物层与第二多晶矽层系以第二主动区界定;形成第一电晶体与第二电晶体,其中该第一电晶体系以该第一界定闸极氧化物层与多晶矽层作为第一电晶体的复数个层之配对层,而该第二电晶体系以该第二闸极氧化物层与第二多晶矽层作为第二电晶体的复数个层之配对层。17.如申请专利范围第16项之方法,更包含自第二主动区移除全部或部份的第一闸极氧化物层。18.如申请专利范围第16项之方法,更包含:沈积该材料以形成一第四层于该遮罩上以及第二主动区中(穿经开口),以及将部份的第四层移除以形成该第二闸极氧化物层与第二多晶矽层之一。19.如申请专利范围第18项之方法,其中移除部份的第四层包含使用化学机械抛光法(CMP)制程移除,以将第四层蚀刻至该第四层与主动区隔离的顶端表面相同水平或位于其下。20.如申请专利范围第16项之方法,其中该半导体基材具有一第一种形式的杂质,且该方法更包含藉开口而植入一第二极形式的掺质材料,以形成一掺杂井于半导体基材中,该掺杂井具有以第二主动区界定的外围。21.如申请专利范围第16项之方法,其中该第一与第二多晶矽层之一包含一n掺杂多晶矽层,而另一个该第一与第一多晶矽层之一包含一p掺杂多晶矽层。22.如申请专利范围第16项之方法,其中该第一闸极氧化物层与第二闸极氧化物层具有不同的厚度。23.如申请专利范围第16项之方法,其中形成该第二电晶体包含将第二闸极氧化物层与第二多晶矽层蚀刻并刻划以形成一第二闸极电极,该闸极电极与主动区隔离将定义第二主动区中的源极与汲极区,以形成第二电晶体之源极与汲极区;形成一第二遮罩层于该第一与第二主动区上;将该遮罩层的经选择部份移除,以曝露出该第二主动区,其中该遮罩层与主动区隔离一并形成一遮罩,其系定义以第二主动区界定的一第二开口且该主动区隔离系部份或完全定义该第二开口;藉该第二开口植入杂质材料于该源极与汲极区中,以形成半导体基材中之第二电晶体的源极与汲极区。24.如申请专利范围第23项之方法,更包含沈积一介电层于该第二多晶矽层上,其中在将第二闸极氧化层与第二多晶矽层蚀刻并刻划以形成第二闸极电极时,该介电层被蚀刻并刻划以形成一介电帽罩于该第二闸极电极中的第二多晶矽层上。25.如申请专利范围第24项之方法,更包含:形成一介电间隔物于第二闸极电极的周围,该介电间隔物自介电帽罩延伸至该第二闸极电极周围之源极与汲极区之一,以及形成一导电接触于该源极与汲极区之一,该导电接触藉该介电帽罩与介电间隔物与第二闸极电极电隔离。26.如申请专利范围第25项之方法,其中形成该第一电晶体包含将第一闸极气化物层与第一多晶矽层蚀刻并刻划以形成一第二闸极电极,该第二闸极电极与主动区隔离将定义第一主动区中的源极与汲极区,以形成第二电晶体之源极与汲极区,该方法更包含有:形成一第三遮罩层于该第一与第二主动区上;将该第二遮层的经选择部份移除,以曝露出该第一主动区,其中该第三遮罩层与主动区隔离一并形成一遮罩,其系定义以第一主动区界定的一第三开口且该主动区隔离系完全或部份定义该第二开口;藉该第三开口植入杂质材料于该第二源极与汲极区中,以形成半导体基材中之第一电晶体的源极与汲极区。27.如申请专利范围第26项之方法,更包含:至少部份之覆盖该第一主动区的第三遮罩在沈积该介电层之前移除,其中该介电层沈积于该第一主动区中之第一多晶矽层上,其中在将该第一闸极氧化物层与该第一多晶矽层蚀刻并刻划以形成该第一闸极电极时,该介电层蚀刻并刻划以形成一个第二介电层帽罩于该第一闸极电极中的第一多晶矽层上。28.如申请专利范围第27项之方法,更包含:形成一第二介电间隔物于第一闸极电极的周围,该第二介电间隔物自第二介电帽罩延伸至该第一闸极电极周围之第二源极与汲极区之一,以及形成一第二导电接触于该第二源极与汲极区之一,该第二导电接触藉该第二介电帽罩与第二介电间隔物与第一闸极电极电隔离。29.一种用于制造第一与第二MOSFET电晶体于半导体基材之相异电隔离主动区中的方法,各电晶体具有复数个层,包含:形成一第一层于该等主动区上;设置一遮罩于该等主动区之一第一主动区上,该遮罩界定一与该等主动区之一第二主动区共延的开口;形成一第二层与一第三层,其系透过该开口沈积材料,该第二与第三层系以第二主动区界定;形成第一电晶体与第二电晶体,其中该第一电晶体系以该第一层作为第一电晶体的复数个层之一而该第二电晶体系以该第二层与第三层作为第二电晶体的复数个层之配对层;蚀刻沟渠于该第一层及该半导体基材中以刻划该第一及第二主动区,藉此形成与该第一主动区共延之材料的第一刻划层;以及沈积材料于该等沟渠中以形成主动区隔离,该主动区隔离具有一顶部表面在该半导体基材上方。30.如申请专利范围第29项之方法,尚包含沈积另一该材料以形成一第四层于覆盖该第一主动区之遮罩上方且在该第二主动区之中;以及移除部分之该第四层以形成该第二及第三层之一。31.如申请专利范围第30项之方法,其中移除部分之该第四层,包含利用一化学机械抛光法(CMP)制程来蚀刻该第四层,直到该第四层相同准位于该主动区隔离之顶部表面或在其下方为止。32.一种用于制造第一与第二MOSFET电晶体于半导体基材之相异电隔离主动区中的方法,各电晶体具有复数个层,包含:形成一第一层于该等主动区上;设置一遮罩于该等主动区之一第一主动区上,该遮罩界定一与该等主动区之一第二主动区共延的开口;形成一第二层与一第三层,其系透过该开口沈积材料;该第二与第三层系以第二主动区界定;形成第一电晶体与第二电晶体,其中该第一电晶体系以该第一层作为第一电晶体的复数个层之一而该第二电晶体系以该第二层与第三层作为第二电晶体的复数个层之配对层;其中该第一层系一第一闸极氧化物层,而该方法尚包含沈积一第一多晶矽层,该第一多晶矽层系该第一电晶体之复数层之一,其中该遮罩覆盖该第一多晶矽层,其中该第二层系一第二闸极氧化物层而该第三层系一第二多晶矽层,其中形成该第一电晶体包含蚀刻及制作图案该第一闸极氧化物及该第一多晶矽层而形成一第一闸极电极,且其中形成该第二电晶体包含蚀刻及制作图案该第二闸极氧化物及第二多晶矽层而形成一第二闸极。33.如申请专利范围第32项之方法,其中该第一及第二多晶矽层之一包含一n掺杂之多晶矽层而该第一及第二多晶矽层之另一则包含一p掺杂之多晶矽层。34.如申请专利范围第32项之方法,其中该第一闸极氧化物层与该第二闸极氧化物层具个不同的厚度。35.如申请专利范围第32项之方法,尚包含沈积一介电层于该第二多晶矽层上方,其中当蚀刻及制作图案该第二闸极氧化物层及该第二多晶矽层以形成该第二闸极电极时,蚀刻及制作图案该介电层而形成一介电帽于该第二闸极电极中之该第二多晶矽层上方。36.如申请专利范围第35项之方法,其中形成该第二电晶体尚包含提供一第二遮罩以用于形成该第二电晶体之源极及汲极区于该半导体基材中,以及透过该第二遮罩布植材料于该半导体基材之中以形成该第一电晶体之源极及汲极区,该方法尚包含:形成一介电间隔物毗邻该第二闸极电极之一侧,该介电间隔物延伸自该介电帽到毗邻于该第二闸极电极之该侧的源极及汲极区之一;以及形成一导电性接点于该源极及汲极之一,该导电性接点系藉该介电帽及该介电间隔物而电性地隔离于该第二闸极电极。37.如申请专利范围第35项之方法,尚包含在沈积该介电层之前移除至少一部分覆盖该第一主动区之遮罩,其中该介电层系沈积在该第一主动区中该第一多晶矽层上方,当蚀刻及制作图案该第一闸极氧化物及该第一多晶矽层以形成该第一闸极电极时,蚀刻及制作图案该介电层而形成一第二介电帽于该第一闸极电极中之第一多晶矽层上方。38.如申请专利范围第36项之方法,其中形成该第一电晶体尚包含提供一第三遮罩以用于形成该第一电晶体之源极及汲极区于该半导体基材中,以及透过该第三遮罩布植材料于该半导体基材之中以形成该第一电晶体之源极及汲极区,该方法尚包含:形成一介电间隔物毗邻该第一闸极电极之一侧,该介电间隔物延伸自该第二介电帽到毗邻于该第一闸极电极之该侧的源极及汲极区之一;以及形成一导电性接点于该第一电晶体之源极及汲极之一,该导电性接点系藉该第二介电帽及该介电间隔物而电性地隔离于该第一闸极电极。39.一种用于制造第一与第二MOSFET电晶体于半导体基材之相异电隔离主动区中的方法,各电晶体具有复数个层,包含:沈积一第一闸极氧化物层与一第一多晶矽层于主动区上的半导体基材上;蚀刻沟渠于该第一闸极氧化物与多晶矽层及该半导体基材中,以刻划该第一与第二主动区,藉以形成与第一主动区共延之第一刻划闸极氧化物层与多晶矽层;沈积材料于该等沟渠中而形成该主动区隔离,该主动区隔离具有一顶端表面于该半导体基材上;形成一遮罩层于该第一与第二主动区上;将该遮罩层的经选择部份移除,以曝露出该第二主动区,其中该遮罩层与主动区隔离一并形成一遮罩,界定与第二主动区共延的一开口且该主动区隔离部份或完全地界定该开口;透过该开口沈积材料,以形成一第二闸极氧化物层与一第二多晶矽层,该第二闸极氧化物层与第二多晶矽层系与第二主动区共延;形成第一电晶体与第二电晶体,其中该第一电晶体系以该第一刻划闸极氧化物层与多晶矽层作为第一电晶体的复数个层之配对层,而该第二电晶体系以该第二闸极氧化物层与第二多晶矽层作为第二电晶体的复数个层之配对层;以及全部地或部分去除该第一闸极氧化物层自该第二主动区。40.如申请专利范围第39项之方法,尚包含透过该开口沈积该材料以形成一第四层于该遮上方及在该第二主动区之中;移除部分该第四层以形成该二闸极氧化物层及第二多晶矽层之一;以及其中该第四层的去除部分包含利用化学机械抛光法(CMP)制程来蚀刻该第四层系相同准位于该等主动区隔离之顶部表面或在其下方。41.一种用于制造第一与第二MOSFET电晶体于半导体基材之配对电隔离主动区的相对应之一中的方法,包含:形成一第一层于该等主动区上;设置一遮罩于该等主动区之一第一主动区之上,该遮罩界定一与该等主动区之一第二主动区共延的开口;透过该开口沈积材料而形成一第二层及一第三层,该第二与第三层系以该第二主动区来界定;以及形成第一电晶体与第二电晶体,其中该第一电晶体系以该第一层当作该配对主动区之第一主动区中复数个层之一而该第二电晶体则以该第二层及第三层当作该第二电晶体的复数个层之配对层。图式简单说明:第1A图至第1H图为根据本发明之在各阶段的装置制程的实施例的半导体装置的示意横剖面图,其中该半导体装置包含双功函数CMOS电晶体。第1B'图为根据本发明之在各阶段的装置制程的实施例的半导体装置的示意横剖面图,其中该半导体装置包含双功函数CMOS电晶体。第2A至第2F图为根据本发明之在各阶段的装置制程的实施例的半导体装置的示意横剖面图,其中该半导体装置包含具有无边际接触之双功函数CMOS电晶体。第2C'图为根据本发明之在各阶段的装置制程的实施例的半导体装置的示意横剖面图,其中该半导体装置包含具有无边际接触之双功函数CMOS电晶体。第3图为根据本发明之在各阶段的装置制程的实施例的半导体装置的示意横剖面图,其中该半导体装置包含双功函数CMOS电晶体以及具有无边际接触的动态随机存取记忆胞。
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