发明名称 在半导体基质上以埋入接点制造金氧半导体场效电晶体装置之方法,及金氧半导体场效电晶体MOSFET装置结构
摘要 一种制造金氧半导体场效电晶体装置的方法,其源极和漏极接点已经发展出使用合适的埋入接点方法。该方法可消除因照相石版术不佳对位作为乾蚀刻护罩时,在装置区域内所造成之沟槽或缝隙的负面影响,该沟槽或缝隙最后导致多晶矽连接与半导体基质内之活化区域间的连结电阻增加。当膜在多晶矽闸极结构上用来产生间隔物侧墙,该膜也填充了不想要的沟槽或缝隙。因此选择具有闸极边缘场效应电荷特征之材料,将使电流传导路径上有更多的载子堆积层产生。
申请公布号 TW395047 申请公布日期 2000.06.21
申请号 TW085100008 申请日期 1996.01.03
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 黄振铭
分类号 H01L27/105 主分类号 H01L27/105
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种在半导体基质上以埋入接点制造金氧半导体场效电晶体装置之方法,包含以下步骤:在该基质的特定区域形成场氧化物图样而在该基质的剩余区域保留裸矽;在该裸矽区域生长闸极氧化物;在该闸极氧化物上及该场氧化物区域沈积第一多晶矽层;经由该第一多晶矽层与该闸极氧化物打开通至该基质的接点孔洞;离子布植第一电导率给予掺杂剂进入至该基质上的接点孔洞开口;在该第一多晶矽层上及在该接点孔洞内之该曝露基质上沈积第二多晶矽层;离子布植第二电导率给予掺杂剂进入该第二多晶矽层;制造该第二多晶矽层、该第一多晶矽层以及该闸极氧化物层的图样以形成多晶矽闸极结构与多晶矽接点结构;在该多晶矽闸极结构和该多晶矽接点结构的曝露表面上,及在介于该多晶矽闸极结构与该多晶矽接点结构间之基质区域上生长热氧化物层;离子布植第三电导率给予掺杂剂进入该多晶矽闸极结构、该多晶矽接点结构以及进入介于该多晶矽闸极结构与该多晶矽接点结构间的该基质区域;在该热氧化物层上沈积第一绝缘体层;在该多晶矽闸极结构与该多晶矽结构侧墙上将该第一绝缘体层非均向地除去以形成该第一绝缘体层的间隔物;离子布値第四电导率给予掺杂剂进入该多晶矽闸极结构、该多晶矽接点结构以及介于该多晶矽闸极结构与该多晶矽接点结构间的该基质区域;及退火以活化该掺杂剂并连接该第二电导率给予掺杂剂的区域与第四电导率给予掺杂剂的区域。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中该闸极氧化物在温度介于约750到1000℃间生长,厚度介于约50到300埃间。3.根据申请专利范围第1项之方法,其中该第一多晶矽层使用低压化学蒸气沈积法(LPCVD)于温度介于约450到650℃间生长,厚度介于约250到1000埃间。4.根据申请专利范围第1项之方法,其中该第一电导率给予掺杂剂是砷或磷,杂子布植的能量介于约20到70Kev,使用剂量介于5E14到3E15 atoms/cm2。5.根据申请专利范围第1项之方法,其中该第二多晶矽层使用LPCVD于温度介于约450到650℃间生长,其厚度介于约1000到4000埃间。6.根据申请专利范围第1项之方法,其中该第二电导率给予掺杂剂是砷或磷,离子布植的能量介于约30到180Kev间,使用剂量介于约5E14到5E15 atoms/cm2间。7.根据申请专利范围第1项之方法,其中该多晶矽接点结构以介于约-2000到2000埃间覆盖在该第一多晶矽层和该闸极氧化物上。8.根据申请专利范围第1项之方法,其中该热氧化物在温度介于约800到950℃间生长,厚度介于约50到250埃间。9.根据申请专利范围第1项之方法,其中第三电导率给予掺杂剂是砷或磷,杂子布植的能量介于约20到100Kev,使用剂量介于1E13到1E14 atoms/cm2间。10.根据申请专利范围第1项之方法,其中该第一绝缘体间隔物层是氮化矽,使用LPCVD沈积,温度介于约750到850℃间,沈积厚度介于约1000到3000埃间。11.根据申请专利范围第1项之方法,其中该第一绝缘体间隔物层是氧化钽,使用射频溅镀沈积,厚度介于约1000到3000埃间。12.根据申请专利范围第1项之方法,其中该第四电导率给予掺杂剂是砷,离子布植的能量介于约20到100 Kev间,使用剂量介于约1E15到5E15atoms/cm2间。13.根据申请专利范围第1项之方法,其中该掺杂剂的退火在温度介于约800到950℃间进行,时间介于约20到100分钟间。14.一种在半导体基质上以埋入接点制造金氧半导体场效电晶体装置之方法,包含以下步骤:在该基质的特定区域形成场氧化物图样而在该基质的剩余区域保留裸矽;在该裸矽区域生长闸极氧化物;在该闸极氧化物上及该场氧化物区域沈积第一多晶矽层;经由该第一多晶矽层与该闸极氧化物打开通至该基质的接点孔洞;离子布植第一电导率给予掺杂剂进入至该基质上的接点孔洞开口,以产生埋入接点;在该第一多晶矽层上及在该基质内的该埋入接点区域上沈积第二多晶矽层;离子布植第二电导率给予掺杂剂进入该第二多晶矽层;制造该第二多晶矽层、该第一多晶矽层以及该闸极氧化物层的图样以形成多晶矽闸极结构与多晶矽接点结构;在该多晶矽闸极结构和该多晶矽接点结构的曝露表面上,及在介于该多晶矽闸极结构与该多晶矽接点结构间之基质区域上生长热氧化物层;离子布植第三电导率给予掺杂剂进入该多晶矽闸极结构、该多晶矽接点结构以及进入介于该多晶矽闸极结构与该多晶矽接点结构间的该基质区域,以产生少量掺杂的源极和漏极区域;从该多晶矽接点结构的侧墙除去该热氧化物层;在该多晶矽闸极结构、多晶矽接点结构以及该少量掺杂的源极和漏极区域沈积第三多晶矽层;在该多晶矽闸极结构侧墙及该多晶矽接点侧墙上,将该第三多晶矽层非均向地除去以形成该第三多晶矽层的间隔物;离子布値第四电导率给予掺杂剂进入该多晶矽闸极结构、该多晶矽接点结构以及介于该多晶矽闸极结构与该多晶矽接点结构间的该基质区域,以产生源极和漏极区域;及退火以活化该掺杂剂并令该源极和漏极区域与该埋入接点区域相连接。15.根据申请专利范围第14项之方法,其中该闸极氧化物在温度介于约750到1000℃间生长,厚度介于约50到300埃间。16.根据申请专利范围第14项之方法,其中该第一多晶矽层使用LPCVD在温度介于约450到650℃间生长,厚度介于约250到1000埃间。17.根据申请专利范围第14项之方法,其中该第一电导率给予掺杂剂是砷或磷,用以在该基质内产生埋入接点,杂子布植的能量介于约20到70Kev间,使用剂量介于5E14到3E15 atoms/cm2间。18.根据申请专利范围第14项之方法,其中第二多晶矽层使用LPCVD于温度介于约450到650℃间沈积,厚度介于约1000到4000埃间。19.根据申请专利范围第14项之方法,其中第二电导率给予掺杂剂是砷或磷,杂子布植的能量介于约20到180 Kev间,使用剂量介于5E14到5E15 atoms/cm2间。20.根据申请专利范围第14项之方法,其中该多晶矽层接点结构以介于约-2000到2000埃间覆盖在该第一多晶矽层和该闸极氧化物上。21.根据申请专利范围第14项之方法,其中该热氧化物在温度介于约800到950℃间生长,厚度介于约50到250埃间。22.根据申请专利范围第14项之方法,其中第三电导率给予掺杂剂是砷或磷,在该基质内用来产生微小掺杂的源极和漏极区域,离子布植的能量介于约20到100 Kev,使用剂量介于1E13到1E14 atoms/cm2间。23.根据申请专利范围第14项之方法,其中该热氧化物层用缓冲的氢氟酸溶液除去。24.根据申请专利范围第14项之方法,其中第三多晶矽层使用LPCVD于温度介于约450到650℃间沈积,厚度介于约1000到3000埃间。25.根据申请专利范围第14项之方法,其中使用C12基础化学之该第三多晶矽层的非均向乾蚀刻以形成侧墙间隔物。26.根据申请专利范围第14项之方法,其中该第四电导率给予掺杂剂是砷,在该基质内用来产生源极和漏极区域,离子布植的能量介于约20到100 Kev间,使用剂量介于约1E15到5E15 atoms/cm2间。27.根据申请专利范围第14项之方法,其中连接该源极和漏极区域到该埋入接点区域之掺杂剂的退火于温度介于约800到950℃间进行,时间介于约20到100分钟间。28.一种在金氧半导体场效电晶体MOSFET装置结构,包括:在矽基质表面上的场氧化物区域;介于该场氧化区域间的装置区域;在该基质上的多晶矽闸极结构,其位于该装置区域的中心;在该场氧化物区域上的多晶矽接点结构,其延伸以覆盖一部分的该矽基质区域;用作埋入接点之掺杂区域,其位于该矽基质的表面中,而在该多晶矽接点结构延伸部分之下;间隔物材料,位于该多晶矽闸极结构及该多晶矽接点结构的侧墙上;在该矽基杂表面内的源极和漏极区域,一侧介于该多晶矽闸极结构与该场氧化物区域间,而另一侧介于该多晶矽闸极结构与该多晶矽接点结构间;以及连接至多晶矽接点结构与该多晶矽闸极结构的金属化接点。29.根据申请专利范围第28项之MOSFET装置结构,其中该间隔物材料是多晶矽。30.根据申请专利范围第28项之MOSFET装置结构,其中该间隔物材料是氮化矽。31.根据申请专利范围第28项之MOSFET装置结构,其中该间隔物材料是氧化钽。图式简单说明:第一图至第六图以截面代表示意图解,说明使用埋入接点方法以达成不具缝隙之金氧半导体场效电晶体结构之制造顺序。第七图至第九图示意地显示相同制造顺序,然而在基质内有缝隙形成,其系因不良的照相石版术对位而形成,也显示缝隙现象的绝缘体间隔物解答。第十图至第十一图示意地显示缝隙现象的多晶矽间隔物解答。第十二图示意地图解而以截面为代表,说明使用埋入接点方法制造金属化金氧半导体场效电晶体。
地址 新竹科学工业园区园区三路一二一号