專(zhuān)利名稱(chēng)：加強(qiáng)埋置溝道p場(chǎng)效應(yīng)晶體管性能和可靠性的深草皮掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通過(guò)調(diào)節(jié)鄰接?xùn)诺臏\溝槽隔離區(qū)中草皮(divot)的深度，控制金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵環(huán)繞量。
已認(rèn)識(shí)到，鄰接晶體管阱的淺溝槽隔離(STI)區(qū)中，因去掉表面溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(NFET)的犧牲氧化層造成的草皮是造成柵導(dǎo)體“環(huán)繞”NFET的硅角部的原因，導(dǎo)致了很差的NFET閾值電壓可控性。

圖1中示出了這種草皮12、13鄰接埋置溝道PFET器件。由于這種很差的閾值電壓可控性，為了滿(mǎn)足目標(biāo)截止電流(例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管截止的漏一源電流“Ioff”)，要提高柵導(dǎo)體下P阱中摻雜濃度。
然而，由于因P阱表面濃度提高(例如，表面濃度大于5×1017cm-3)，觀察到陣列結(jié)漏電顯著增加，所以提高摻雜濃度的這種常規(guī)解決方法存在一個(gè)問(wèn)題。由于因STI草皮造成的這種陣列NFET的問(wèn)題，人們對(duì)于使草皮的深度最小的問(wèn)題很感興趣。
本發(fā)明可以使NFET器件的草皮深度最小，同時(shí)可以避免導(dǎo)致制造于同一晶片上的其它器件例如埋置溝道PFET器件產(chǎn)生問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種在半導(dǎo)體襯底上形成環(huán)繞埋置溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的N阱的第一柵導(dǎo)體，和不環(huán)繞埋置溝道N型金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管的P阱的第二柵導(dǎo)體。本發(fā)明的方法包括以下步驟鄰接N阱和P阱都形成絕緣體；用構(gòu)圖的掩模保護(hù)P阱；在鄰接N阱的絕緣體區(qū)域中形成第一草皮；在鄰接P阱的絕緣體區(qū)域中形成第二草皮，其中第一草皮具有大于第二草皮的深度。
形成第一草皮的工藝包括從N阱部分側(cè)面腐蝕絕緣體，形成第二草皮的工藝將絕緣體保留在P阱側(cè)面上。
該方法還包括在N阱和P阱上形成柵導(dǎo)體，從而一部分柵導(dǎo)體覆蓋P阱的上表面，另一些柵導(dǎo)體覆蓋N阱的上表面和側(cè)表面。此外，N阱在表面P型層內(nèi)具有耗盡區(qū)，第一草皮形成為深度大于耗盡區(qū)的深度。
在另一實(shí)施例中，該方法包括以下步驟鄰接N阱和P阱都形成絕緣體；用構(gòu)圖的掩模保護(hù)N阱，使P阱露出；在P阱中注入第一雜質(zhì)；去掉第一構(gòu)圖掩模；用第二構(gòu)圖掩模保護(hù)P阱，而使N阱露出；在N阱中注入第二和第三雜質(zhì)；在鄰接N阱的絕緣體區(qū)域中形成第一草皮；去掉第二構(gòu)圖的掩模；在鄰接P阱的絕緣體區(qū)域中形成第二草皮，其中第一草皮在深度大于第二草皮。
本發(fā)明還包括具有掩埋溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管和表面溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，掩埋溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有N阱和覆蓋N阱的上部和部分側(cè)面的第一柵導(dǎo)體，表面溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有P阱和覆蓋P阱的上部的第二柵導(dǎo)體。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)還包括鄰接N阱并具有第一草皮的第一淺溝槽隔離(STI)區(qū)，和鄰接P阱并具有第二草皮的第二淺溝槽隔離區(qū)(STI)，其中第一草皮的深度大于第二草皮。另外，N阱包括鄰接第一柵導(dǎo)體的耗盡P型區(qū)，第一柵導(dǎo)體覆蓋N阱的側(cè)面，覆蓋深度大于耗盡P型區(qū)的深度。另外，N阱和P阱位于一個(gè)單獨(dú)的襯底上。
本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)鄰接?xùn)诺臏\溝槽隔離區(qū)內(nèi)草皮的深度，控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管內(nèi)柵環(huán)繞的量。本發(fā)明是一種單一工藝，在同一襯底上，在掩埋溝道PFET器件中形成深草皮，在表面溝道NFET器件中形成淺草皮深度，通過(guò)這樣做，提供了減小的亞閾值擺動(dòng)、截止電流、寄生邊緣傳導(dǎo)、熱電子退化及對(duì)鄰接器件側(cè)壁存在的電荷的敏感性。
從在下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明各優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)介紹中，可以更好地理解上述和其它目的、方案及優(yōu)點(diǎn)。
圖1是P型埋置溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的示意剖面圖2是表示圖1所示結(jié)構(gòu)的不同側(cè)面的電流和電壓間關(guān)系的曲線圖；圖3A-3D是展現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的示意剖面圖；圖4A-4D是展現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的示意剖面圖；圖5A-5B是展示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。
如上所述，鄰接晶體管阱區(qū)的淺溝槽隔離(STI)區(qū)中，因去掉金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的犧牲氧化層造成的草皮是造成柵導(dǎo)體“環(huán)繞”硅邊緣的原因，導(dǎo)致了很差的陣列NFET閾值電壓(Vt)可控性。因此，人們對(duì)于使草皮的深度最小的問(wèn)題很感興趣。實(shí)際上，需要表面溝道N型NFET中鄰接晶體管阱區(qū)的草皮的深度為零。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，對(duì)于控制表面溝道NFET的角部傳導(dǎo)性來(lái)說(shuō)必要的淺STI草皮深度，不利于埋置溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(此后稱(chēng)為PMOSFET或PFET)的工作。淺STI草皮深度在埋置溝道PFET的邊緣處造成了很差的Ioff柵控制，使得PFET器件易受側(cè)壁寄生傳導(dǎo)、很差的亞閾值斜率(subthresholdslope)和熱電子退化的影響。
圖1是其左側(cè)具有深草皮13右側(cè)具有淺草皮12的埋置溝道PFET器件的剖面示意圖。此外，圖1展示了該實(shí)例中為N+多晶硅柵導(dǎo)體的柵導(dǎo)體14，和氮化層16包圍著的N阱11上的耗盡P層15。柵氧化層18隔離了柵導(dǎo)體14和耗盡區(qū)15。氮化層16毗鄰淺溝槽隔離(STI)區(qū)10。
與對(duì)表面溝道NFET作用相反，淺草皮12在埋置溝道PFET中引起了寄生邊緣傳導(dǎo)。柵控的損失使亞閾值斜率、截止電流和熱電子可靠性降低。
為了確保埋置溝道PFET可接受的截止電流，柵14必須足夠強(qiáng)勁地控制整個(gè)表面P層15的電位，從而P層15的主要載流子(空穴)有效耗盡。柵環(huán)繞實(shí)際上增強(qiáng)了整個(gè)P層表面的電位控制。
在存在深STI草皮13的情況下，角部的柵環(huán)繞允許P層15的側(cè)壁空穴全部被耗盡。然而，由于淺草皮12，柵14對(duì)側(cè)壁的控制弱。這造成了高截止電流和退化的亞閾值斜率。
圖2展示了線22表示的淺草皮12的電壓/電流斜率(例如在側(cè)壁主要載流子耗盡)和線21表示的深草皮13的電壓/電流斜率。如圖2所示，由淺草皮12產(chǎn)生的線22的斜率與由深草皮13產(chǎn)生線的21的較好斜率相比嚴(yán)重退化。另外，深草皮13的截止電流20遠(yuǎn)低于與淺草皮12有關(guān)的所不希望的升高的截止電流23。
深草皮13具有延伸到P層/N阱結(jié)深之下的深度。這允許器件左側(cè)的P層變?yōu)橥耆谋M，不對(duì)截止電流產(chǎn)生影響(理想狀態(tài))。器件右側(cè)側(cè)壁處的P層含有未耗盡區(qū)17，是由于柵不能控制器件的該部分的電位造成的。所以，右側(cè)側(cè)壁17對(duì)截止電流的升高有相當(dāng)大的作用。
另外，由于氮化物襯里16的上部鄰接右側(cè)上的側(cè)壁P層17，所以在P層/氮化物界面附近俘獲的任何電子都會(huì)引起側(cè)壁漏電。所俘獲的電子可能是工藝誘生的，或可能是正常工作期間器件的熱電子退化造成的。
另一方面，器件左側(cè)壁上的氮化物襯里16基本上凹到P層/N阱結(jié)深之下。氮化物襯里16的該深凹陷造成了易受寄生傳導(dǎo)影響的區(qū)域中俘獲電子密度的極大減小。氮化物襯里16基本上不存在時(shí)極大地減小了熱電子退化的速率。
下面介紹的本發(fā)明的各優(yōu)選方法允許深草皮制造于PFET上，淺草皮制造于NFET上?？梢元?dú)立于NFET的草皮深度適當(dāng)?shù)卮_定PFET的STI草皮深度。所以，本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)鄰接?xùn)诺臏\溝槽隔離區(qū)內(nèi)草皮的深度，可以控制MOSFET的柵環(huán)繞量。
更具體說(shuō)，圖3A展示了部分形成的半導(dǎo)體晶體管的截面，該晶體管包括將變成NFET的P阱的硅區(qū)300和將變成PFET的N阱的硅區(qū)301。圖3A還示出了淺溝槽隔離(STI)區(qū)302及存在于NFET硅區(qū)300和PFET硅區(qū)301上的氮化物墊303和304。此外，圖3A示出了氮化物襯里305。
利用公知的淀積和構(gòu)圖方法形成圖3A所示結(jié)構(gòu)。圖5A的流程在框501中出了本發(fā)明的該部分。利用例如化學(xué)機(jī)械拋光等常規(guī)方法平面化該結(jié)構(gòu)，將該結(jié)構(gòu)向下平滑至墊氮化物303、304上部。
如圖3B所示，淀積光刻膠層(或其它類(lèi)似的掩蔽材料，如氧化物硬掩蔽層)，并構(gòu)圖，形成WN掩模(N阱掩模)310。這一步使PFET區(qū)304、301露出，NFET區(qū)303、300被光刻膠310保護(hù)。圖5A在框502中示出了本發(fā)明的該部分。
利用普通去除劑，例如Si3N4的反應(yīng)離子腐蝕或熱H3PO4，去掉露出的墊氮化層304，如圖3C所示。到氮化物襯里305中的腐蝕深度由熱磷酸腐蝕的時(shí)間長(zhǎng)度確定。一般情況下，對(duì)于平坦氮化物表面，H3PO4以等于4.5nm/分鐘的速度腐蝕。利用該信息與腐蝕條件的經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)，確定使氮化物襯里凹到其所需要的深度需要的腐蝕時(shí)間。
氮化物腐蝕后是氧化物腐蝕(例如緩沖HF)，去掉一般在氮化物墊304下面的薄(即，6nm)墊氧化物。多數(shù)情況下，由于受控的過(guò)腐蝕時(shí)間，氮化物腐蝕還完全去掉了薄墊氧化物。該腐蝕在可以容易填充柵導(dǎo)體多晶硅(GC poly)的STI 302中產(chǎn)生所謂的草皮320。圖5A在框503中示出了本發(fā)明的該部分。
草皮的深度應(yīng)大于溝道耗盡層的深度，以獲得良好的PFET性能。另一方面，由于上述討論過(guò)的理由，NFET中草皮的濃度應(yīng)最小化。NFET的草皮深度較好是零(沒(méi)有草皮)。然而，更實(shí)際的情況是，NFET的草皮深度小于P阱的耗盡區(qū)深度的三分之一，從而柵導(dǎo)體不會(huì)大量環(huán)繞P阱的硅邊緣。
PFET溝道耗盡層深度由雜質(zhì)(例如硼)注入工藝確定。例如，耗盡層的深度一般為約600埃，這種情況下，草皮深度應(yīng)約為1000埃，以保證良好的PFET性能。
然后，去掉深草皮掩蔽光刻膠310，如圖3D所示。圖5A在框504中示出了本發(fā)明的該部分。然后，去掉留在區(qū)300上的墊氮化物303(例如再用熱H3PO4)。這還去掉了墊氮化物303下的墊氧化物。由于通常采用實(shí)用墊腐蝕條件，所以非PFET(即NFET)區(qū)300中氮化物襯里305的凹陷保持最小。
利用已知工藝完成半導(dǎo)體晶體管的形成，包括犧牲氧化層的形成、阱注入的形成、柵氧化層的形成、柵導(dǎo)體淀積和構(gòu)圖及所屬領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它步驟。圖5A在框505中示出了本發(fā)明的該部分。
因此，本發(fā)明選擇性地控制在單一制造工藝中形成于同一襯底(例如晶片)上的不同類(lèi)型晶體管的草皮深度。
本發(fā)明對(duì)于采用埋置溝道和表面溝道MOSFET的技術(shù)來(lái)說(shuō)特別有益。本申請(qǐng)中，用埋置溝道PMOSFET和表面溝道NMOSFET作實(shí)例。如這里所討論的，埋置溝道和表面溝道MOSFET具有相矛盾的草皮深度要求。
本發(fā)明的上述實(shí)施例在制造NMOSFET和PMOSFET的常規(guī)工藝中加入了附加的掩模形成和去除步驟。下面討論的本發(fā)明的第二實(shí)施例選擇性地控制不同晶體管器件的草皮深度，卻不需要附加的掩模形成或去除步驟。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例示于圖4A-4D和圖5B中。圖4A與3A類(lèi)似，展示了將用于NFET 400的硅區(qū)、將用于PFET 401的硅區(qū)、淺溝槽隔離區(qū)402、氮化物襯里405和生長(zhǎng)于露出的硅表面400、401上的犧牲氧化層406。圖5B在框510中示出了本發(fā)明的該部分。
如圖4B所示，淀積并構(gòu)圖一層光刻膠，形成WP掩模(P阱掩模)412。這一步使NFET區(qū)400、406露出，使PFET區(qū)401、406被光刻膠412保護(hù)。利用所屬領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，注入P型雜質(zhì)(例如硼)，在NFET的P阱400中進(jìn)行摻雜。圖5B中的流程在框511中示出了本發(fā)明的該部分。
參見(jiàn)圖4C，去掉P阱(WP)光刻膠412，淀積另一層光刻膠并構(gòu)圖，作為WN(N阱)掩模421。該圖形在隨后對(duì)PFET401進(jìn)行處理時(shí)保護(hù)P阱(NFET)400。再采用所屬領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，用N型摻雜劑(例如磷和砷)注入N阱401，對(duì)于埋置表面層用P型摻雜劑。圖5B在框512中示出了本發(fā)明的該部分。
然而，如圖4D所示，在去掉WN光刻膠421前，進(jìn)行氧化物腐蝕(例如緩沖HF)，以去掉覆蓋PFET區(qū)401中氮化物襯里405的端部的任何犧牲氧化物。然后，采用氮化物腐蝕(再一次用例如熱H3PO4)，使露出的氮化物襯里405凹到所需要的深度430。象第一實(shí)施例一樣，到氮化物襯里405中的腐蝕深度由熱磷酸腐蝕的時(shí)間長(zhǎng)度確定。圖5B在框513中示出本發(fā)明的該部分。
一旦通過(guò)去除氮化物襯里405開(kāi)出了縫線，則采用氧化物腐蝕擴(kuò)展PFET區(qū)中的縫線430，同時(shí)NFET仍被光刻膠421保護(hù)。這有利于隨后用例如柵導(dǎo)體多晶硅(GC poly)填充深草皮430。然后，去掉N阱光刻膠421，接著，去掉犧牲氧化層406。
與先前的實(shí)施例一樣，采用公知工藝完成半導(dǎo)體晶體管的形成，包括柵氧化層的形成、柵導(dǎo)體淀積和構(gòu)圖及所屬領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它步驟。圖5B在框514中示出了本發(fā)明的該部分。
以上介紹了增加鄰接埋置溝道PFET的STI的草皮深度而不影響NFET的低成本工藝改形。本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)鄰接?xùn)诺臏\溝槽隔離區(qū)中草皮的深度，從而控制MOSFET內(nèi)柵環(huán)繞量。本發(fā)明包括在同一襯底上，在埋置溝道PFET器件中形成深草皮，在表面溝道NFET器件中形成淺草皮。通過(guò)這樣做，本發(fā)明提供了減小的亞閾值擺動(dòng)、截止電流、寄生邊緣傳導(dǎo)、熱電子退化及對(duì)鄰接器件側(cè)壁存在的電荷的敏感性。
如上所述，本發(fā)明涉及采用埋置溝道和表面溝道MOSFET的技術(shù)。對(duì)于埋置溝道PFET來(lái)說(shuō)，截止電流和亞閾值擺動(dòng)減小，導(dǎo)致了較低的待機(jī)功率。另外，增大的柵環(huán)繞增大了有效溝道寬度，導(dǎo)致了較高的導(dǎo)通電流和改進(jìn)的性能。
對(duì)于表面溝道NFET，減小了草皮深度。由于標(biāo)準(zhǔn)Vt可以設(shè)定得較低，但不超過(guò)最壞情況下的截止電流目標(biāo)，所以具有更好的Vt控制和改進(jìn)的性能。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以用所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)的改形實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1·一種制造半導(dǎo)體晶體管的方法，包括形成由絕緣體隔離的多個(gè)晶體管阱區(qū)；在鄰接所說(shuō)晶體管阱區(qū)的第二阱區(qū)的所說(shuō)絕緣體區(qū)域中形成第一草皮；及在鄰接所說(shuō)第一阱區(qū)的所說(shuō)絕緣體區(qū)域中形成第二草皮，其中所說(shuō)第一草皮的深度大于所說(shuō)第二草皮。
2·根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)形成晶體管阱區(qū)包括形成所說(shuō)第一阱區(qū)，作為表面溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的P阱，形成所說(shuō)第二阱區(qū)，作為埋置溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的N阱。
3·根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)形成晶體管阱區(qū)包括形成由氮化物包圍且由淺溝槽隔離(STI)隔開(kāi)的硅阱區(qū)。
4·根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)形成所說(shuō)第一草皮包括從所說(shuō)第二阱區(qū)的部分側(cè)面腐蝕所說(shuō)絕緣體，所說(shuō)形成所說(shuō)第二草皮將所說(shuō)絕緣體保留于所說(shuō)第一阱區(qū)的側(cè)面上。
5·根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在所說(shuō)晶體管阱區(qū)上形成柵導(dǎo)體，使得一些所說(shuō)柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)第一阱區(qū)的上表面，而另一些所說(shuō)柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)第二阱區(qū)的上表面和側(cè)面。
6·根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)形成晶體管阱區(qū)包括形成所說(shuō)第二阱區(qū)，使之具有耗盡區(qū)，所說(shuō)第一草皮形成為其深度大于所說(shuō)耗盡區(qū)的深度。
7·一種在半導(dǎo)體襯底上形成第一柵導(dǎo)體和第二柵導(dǎo)體的方法，其中第一柵導(dǎo)體環(huán)繞埋置溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的N阱的角部，第二柵導(dǎo)體不環(huán)繞表面溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的P阱，所說(shuō)方法包括鄰接每一個(gè)所說(shuō)N阱和所說(shuō)P阱形成絕緣體；在鄰接所說(shuō)N阱的所說(shuō)絕緣體區(qū)域中形成第一草皮；及在鄰接P阱的所說(shuō)絕緣體區(qū)域中形成第二草皮，其中所說(shuō)第一草皮的深度大于所說(shuō)第二草皮的深度。
8·根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所說(shuō)形成所說(shuō)第一草皮包括從所說(shuō)N阱區(qū)的部分側(cè)面腐蝕所說(shuō)絕緣體，所說(shuō)形成所說(shuō)第二草皮將所說(shuō)絕緣體保留于所說(shuō)P阱區(qū)的側(cè)面上。
9·根據(jù)權(quán)利要求7的方法，還包括在所說(shuō)N阱和所說(shuō)P阱上形成柵導(dǎo)體，使得一些所說(shuō)柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)P阱的上表面，而另一些所說(shuō)柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)N阱的上表面和側(cè)面。
10·根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所說(shuō)N阱具有耗盡區(qū)，所說(shuō)第一草皮形成為其深度大于所說(shuō)耗盡區(qū)的深度。
11·一種制造半導(dǎo)體晶體管的方法，包括形成由絕緣體隔離的多個(gè)晶體管阱區(qū)；用第一構(gòu)圖掩模保護(hù)所說(shuō)晶體管阱區(qū)的第一阱區(qū)，使所說(shuō)晶體管阱區(qū)的第二阱區(qū)露出；在所說(shuō)第二阱區(qū)中注入第一雜質(zhì)；去掉所說(shuō)第一構(gòu)圖掩模；用第二構(gòu)圖掩模保護(hù)所說(shuō)第二阱區(qū)，并使所說(shuō)第一阱區(qū)露出；在所說(shuō)第一阱區(qū)中注入第二和第三雜質(zhì)；在鄰接所說(shuō)第一阱區(qū)的所說(shuō)絕緣體區(qū)域中形成第一草皮；去掉所說(shuō)第二構(gòu)圖掩模；及在鄰接所說(shuō)第二阱區(qū)的所說(shuō)絕緣體區(qū)域中形成第二草皮，其中所說(shuō)第一草皮的深度大于所說(shuō)第二草皮。
12·根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)形成晶體管阱區(qū)包括形成所說(shuō)第二阱區(qū)，作為表面溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的P阱，形成所說(shuō)第一阱區(qū)，作為埋置溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的N阱。
13·根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)形成晶體管阱區(qū)包括形成由氮化物包圍且由淺溝槽隔離(STI)隔開(kāi)的硅阱區(qū)。
14·根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)形成所說(shuō)第一草皮包括從所說(shuō)第一阱區(qū)的部分側(cè)面腐蝕所說(shuō)絕緣體，所說(shuō)形成所說(shuō)第二草皮將所說(shuō)絕緣體保留于所說(shuō)第二阱區(qū)的側(cè)面上。
15·根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括在所說(shuō)晶體管阱區(qū)上形成柵導(dǎo)體，使得一些所說(shuō)柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)第二阱區(qū)的上表面，而另一些所說(shuō)柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)第一阱區(qū)的上表面和側(cè)面。
16·根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所說(shuō)形成晶體管阱區(qū)包括形成所說(shuō)第一阱區(qū)，使之具有耗盡區(qū)，所說(shuō)第一草皮形成為其深度大于所說(shuō)耗盡區(qū)的深度。
17·一種在半導(dǎo)體襯底上形成第一柵導(dǎo)體和第二柵導(dǎo)體的方法，其中第一柵導(dǎo)體環(huán)繞埋置溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的N阱的角部，第二柵導(dǎo)體不環(huán)繞埋置溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的P阱的角部，所說(shuō)方法包括鄰接每一個(gè)所說(shuō)N阱和所說(shuō)P阱形成絕緣體；用構(gòu)圖掩模保護(hù)所說(shuō)N阱，使所說(shuō)P阱露出；在所說(shuō)P阱中注入第一雜質(zhì)；去掉所說(shuō)第一構(gòu)圖掩模；用第二構(gòu)圖掩模保護(hù)所說(shuō)P阱，使所說(shuō)N阱露出；在所說(shuō)N阱中注入第二和第三雜質(zhì)；在鄰接所說(shuō)N阱的所說(shuō)絕緣體區(qū)域中形成第一草皮；去掉所說(shuō)第二構(gòu)圖掩模；在鄰接所說(shuō)P阱的所說(shuō)絕緣體區(qū)中形成第二草皮，其中所說(shuō)第一草皮的深度大于所說(shuō)第二草皮；在所說(shuō)N阱上和所說(shuō)第一草皮中形成所說(shuō)第一柵導(dǎo)體；在所說(shuō)P阱上和所說(shuō)第二草皮中形成所說(shuō)第二柵導(dǎo)體。
18·根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所說(shuō)形成所說(shuō)第一草皮包括從所說(shuō)N阱的部分側(cè)面腐蝕所說(shuō)絕緣體，所說(shuō)形成所說(shuō)第二草皮將所說(shuō)絕緣體保留于所說(shuō)P阱的側(cè)面上。
19·根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括在所說(shuō)N阱和所說(shuō)P阱上形成柵導(dǎo)體，使得一些所說(shuō)柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)P阱的上表面，而另一些所說(shuō)柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)N阱的上表面和側(cè)面。
20·根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所說(shuō)N阱具有耗盡區(qū)，所說(shuō)第一草皮形成為其深度大于所說(shuō)耗盡區(qū)的深度。
21·一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)第一晶體管，具有第一阱區(qū)和覆蓋所說(shuō)第一阱區(qū)的上部和部分側(cè)面的第一柵導(dǎo)體；及多個(gè)第二晶體管，具有第二阱區(qū)和覆蓋所說(shuō)第二阱區(qū)上部的第二柵導(dǎo)體。
22·根據(jù)權(quán)利要求21的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括鄰接所說(shuō)第一阱區(qū)并具有第一草皮的第一隔離區(qū)；及鄰接所說(shuō)第二阱區(qū)并具有第二草皮的第二隔離區(qū)，其中所說(shuō)第一草皮的深度大于所說(shuō)第二草皮。
23·根據(jù)權(quán)利要求21的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)第一阱區(qū)包括鄰接所說(shuō)第一柵導(dǎo)體的耗盡區(qū)，所說(shuō)第一柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)第一阱區(qū)的側(cè)面，覆蓋深度大于所說(shuō)耗盡區(qū)的深度。
24·根據(jù)權(quán)利要求21的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)第一阱區(qū)包括埋置溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的N阱，所說(shuō)第二阱區(qū)包括表面溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的P阱。
25·根據(jù)權(quán)利要求21的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)第一阱區(qū)和所說(shuō)第二阱區(qū)位于一個(gè)單獨(dú)的襯底上。
26·一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)埋置溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，具有N阱和覆蓋所說(shuō)N阱的上部和部分側(cè)面的第一柵導(dǎo)體；及多個(gè)表面溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，具有P阱和覆蓋所說(shuō)P阱的上部的第二柵導(dǎo)體。
27·根據(jù)權(quán)利要求26的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，還包括鄰接所說(shuō)N阱并具有第一草皮的第一淺溝槽隔離(STI)區(qū)；及鄰接所說(shuō)P阱并具有第二草皮的第二淺溝槽隔離(STI)區(qū)，其中所說(shuō)第一草皮的深度大于所說(shuō)第二草皮。
28·根據(jù)權(quán)利要求26的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)N阱包括鄰接所說(shuō)第一柵導(dǎo)體的耗盡P型區(qū)，所說(shuō)第一柵導(dǎo)體覆蓋所說(shuō)N阱的所說(shuō)側(cè)面，覆蓋的深度大于所說(shuō)耗盡P型區(qū)的深度。
29·根據(jù)權(quán)利要求26的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其中所說(shuō)N阱和所說(shuō)P阱位于一個(gè)單獨(dú)的襯底上。
全文摘要
一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括環(huán)繞埋置溝道P型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的N阱的第一柵導(dǎo)體,和不環(huán)繞表面溝道N型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的P阱的第二柵導(dǎo)體,制造該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法包括鄰接每個(gè)N阱和P阱形成絕緣體,用構(gòu)圖掩模保護(hù)N阱,在鄰接N阱的絕緣體區(qū)域中形成第一草皮,在鄰接P阱的絕緣體區(qū)域中形成第二草皮,其中第一草皮的深度大于第二草皮。
文檔編號(hào)H01L21/8238GK1300098SQ9912059
公開(kāi)日2001年6月20日 申請(qǐng)日期1999年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月9日
發(fā)明者漢斯－奧利弗·約赫西姆, 杰克·A·曼德?tīng)柭? 拉杰西·林格阿簡(jiǎn) 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司, 西門(mén)子公司