发明名称 制作深次微米互补金氧半场效电晶体之方法
摘要 本发明揭露了一种制作互补金属氧化物半导体场效电晶体的方法。首先形成一层闸极氧化层于半导体基板之上,之后于该闸极氧化层之上沈积第一半导体矽层。接着,于该第一半导体矽层之上沈积第二半导体矽层,并同步于其中掺入N型杂质。之后,再于第二半导体矽层的上方沈积第三半导体矽层。图案化此堆叠的半导体矽层而形成闸极结构,再利用离子植入制程形成具有轻掺杂区域之源/汲极。最后,进行热处理以形成汲/源极区域之浅接面,以完成整个CMOS电晶体的制作。而于此同时,原先掺入第二半导体矽层之N型杂质将会受到高温的作用,而扩散至堆叠半导体矽层的界面之中形成扩散阻障层,以抑止硼离子穿透效应的发生。
申请公布号 TW434832 申请公布日期 2001.05.16
申请号 TW088119240 申请日期 1999.11.04
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 吴协霖
分类号 H01L21/8238 主分类号 H01L21/8238
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 1.一种制作金属氧化物场效电晶体于半导体基板中之方法,该方法至少包含下列步骤:形成一闸极氧化层于该基板上;形成第一半导体矽层于该闸极氧化层之上;形成第二半导体矽层于该第一半导体矽层之上,并同步掺杂N型杂质于该第二半导体矽层之中;形成第三半导体矽层于该第二半导体矽层之上;图案化该第一半导体矽层、第二半导体矽层,与该第三半导体矽层,以形成闸极结构;植入离子于该闸极结构两侧下方之该基板中以形成源极结构与汲极结构;以及热处理该闸极结构与该基板,以形成浅接面源极与浅接面汲极于该基板内。2.如申请专利范围第1项之方法,于该植入离子以形成源极结构与汲极结构之步骤前,更包含下列步骤:植入离子于该基板中,以形成该源极结构与该极结构之轻掺杂区域;形成一介电层于该闸极结构上;以及蚀刻该介电层以形成间隙壁于该闸极结构的侧壁上。3.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第一半导体矽层、第二半导体矽层、第三半导体矽层,系由复晶矽所组成。4.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第一半导体矽层、第二半导体矽层、第三半导体矽层,系由非结晶矽所组成。5.如申请专利范围第4项之方法,其中上述由非结晶矽所形成之第一半导体矽层、第二半导体矽层、第三半导体矽层,于该热处理步骤中将会转换为复晶矽结晶相。6.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第一半导体矽层、第二半导体矽层、第三半导体矽层中,每一该半导体矽层的厚度约在200-1000A之间。7.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第一半导体矽层与该第三半导体矽层系于450-620℃的环境中,利用SiH4为反应物以化学气相沈积法所形成。8.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之第二半导体矽层系利用化学气相沈积制程,于450-620℃的环境中、利用SiH4为反应物、并同步通入含有该N型杂质的气体,以使得该N型杂质掺杂入该第二半导体矽层中。9.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之N型杂质包含磷离子。10.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之N型杂质包含砷离子。11.如申请专利范围第1项之方法,其中上述之N型杂质的掺杂环境约介于11017-11019cm-3之间。12.如申请专利范围第1项之方法,经过上述之热处理步骤后,该N型杂质将会聚集在该第一半导体矽层与该第二半导体矽层之界面上,以及该第二半导体矽层与该第三半导体矽层之界面上,以形成扩散阻障层而抑止硼离子穿透效应的发生。13.一种制作金属氧化物场效电晶体于半导体基板中之方法,该方法至少鈌下列步骤:形成一闸极氧化层于该基板上;形成第一半导体矽层于该闸极氧化层之上;形成第二半导体矽层于该第一半导体矽层之上,并同步掺杂N型杂质于该第二半导体矽层之中;形成第三半导体矽层于该第二半导体矽层之上;图案化该第一半导体矽层、该第二半导体矽层,与该第三半导体矽层,以形成闸极结构;第一次植入离子于该基板中,以形成轻掺杂源/汲极之区域;形成一介电层于该闸极结构上;蚀刻该介电层以形成间隙壁于该闸极结构的侧壁上;第二次植入离子于该闸极结构两侧下方之该基板中以形成源极结构与汲极结构;以及热处理该闸极结构与该基板,以形成浅接面源极与浅接面汲极于该基板内。14.如申请专利范围第13项之方法,其中上述之第一半导体矽层、第二半导体矽层、第三半导体矽层,系由复晶矽所组成。15.如申请专利范围第13项之方法,其中上述之第一半导体矽层、第二半导体矽层、第三半导体矽层,系由非结晶矽所组成。16.如申请专利范围第15项之方法,其中上述由非结晶矽所形成之第一半导体矽层、第二半导体矽层、第三半导体矽层,于该热处理步骤中将会转换为复晶矽结晶相。17.如申请专利范围第13项之方法,其中上述之N型杂质的掺杂环境约介于11017-11019cm-3之间。图式简单说明:第一图为本发明中于半导体基板上形成闸极氧化层之结构剖面示意图。第二图为本发明中于半导体基板上形成堆叠第一半导体矽层、第二半导体矽层,与第三半导体矽层之结构剖面示意图。第三图为本发明中形成闸极结构,以及源/汲极之轻掺杂区域的结构剖面示意图。第四图为本发明中形成间隙壁与源/汲极结构之剖面示意图。第五图为本发明中对半导体结构施以热处理以形成浅接面之结构剖面示意图。
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