JP2000232167A - より少ないマスク・ステップによる高信頼性高性能のコア・トランジスタおよびi/oトランジスタのための新規な混合電圧cmos処理 - Google Patents
より少ないマスク・ステップによる高信頼性高性能のコア・トランジスタおよびi/oトランジスタのための新規な混合電圧cmos処理Info
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より少ないマスク・ステップによる、高信頼
性・高性能のコア・トランジスタと入出力トランジスタ
のための混合電圧CMOS処理。 【解決手段】 シリコン基板(10)上にゲートスタッ
ク(30)が形成される。第1種と第2種のイオン注入
が遂行されて、入出力トランジスタ内にドーピング・プ
ロファイル(70、80、90、100)を生成する。
性・高性能のコア・トランジスタと入出力トランジスタ
のための混合電圧CMOS処理。 【解決手段】 シリコン基板(10)上にゲートスタッ
ク(30)が形成される。第1種と第2種のイオン注入
が遂行されて、入出力トランジスタ内にドーピング・プ
ロファイル(70、80、90、100)を生成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は一般にMOSFE
Tトランジスタの分野に関し、特に、より少ないステッ
プにより、高性能コア・トランジスタ性能と高いI/O
トランジスタ信頼性を達成する新規な処理に関する。
Tトランジスタの分野に関し、特に、より少ないステッ
プにより、高性能コア・トランジスタ性能と高いI/O
トランジスタ信頼性を達成する新規な処理に関する。
【0002】
【従来の技術】混合電圧の諸技術、例えば、約1.8ボ
ルトないし1.2ボルトの作動電圧を有する低電圧コア
・トランジスタおよび約3.3ボルトないし2.5ボル
トの作動電圧を有する高電圧入出力(I/O)トランジ
スタについては、特別なマスク・ステップを追加してコ
ア・トランジスタとI/Oトランジスタを別々に最適化
することなしに、コア・トランジスタとI/Oトランジ
スタの両方について高い信頼性と高性能を達成すること
は困難である。
ルトないし1.2ボルトの作動電圧を有する低電圧コア
・トランジスタおよび約3.3ボルトないし2.5ボル
トの作動電圧を有する高電圧入出力(I/O)トランジ
スタについては、特別なマスク・ステップを追加してコ
ア・トランジスタとI/Oトランジスタを別々に最適化
することなしに、コア・トランジスタとI/Oトランジ
スタの両方について高い信頼性と高性能を達成すること
は困難である。
【0003】I/Oトランジスタは、その作動電圧が高
くなるにつれて、高温担体劣化を受けやすくなる。この
影響を軽減するために、軽くドープしたドレイン(LD
D)またはドレイン拡張が利用される。この明細書の開
示においては、LDDは、あらゆるドレイン拡張タイプ
のインプラントを表現するのに使用される。ドレイン拡
張は、典型的に、濃密にドープされたソース・ドレイン
領域を、更にトランジスタのゲートの下に拡張する。い
くつかのアプリケーションにおいて、高電圧NMOS・
I/Oトランジスタのために受入れ可能な結果をもたら
す低用量の高エネルギー砒素を使用して、このLDDが
形成される。マスキングのステップを減少される努力に
おいて、この低用量の高エネルギー砒素を、低電圧コア
NMOSトランジスタ内のLDD構造を形成するために
も使用できる。しかしながら、このLDD構造は、コア
NMOSトランジスタのドライブ電流(Idrive)を著
しく劣化させて、特に、コアのためのドレイン供給電圧
(VDD)が約1.8ボルトから約1.2ボルトへ縮小
する。このドライブ電流の劣化は、最も大きな可能性と
して、ソース・ドレイン内および関連のLDD構造に存
在する直流抵抗(RsRd)による。ドレイン供給電圧が
減少すると、この直流抵抗によりドライブ電流がますま
す制限されるようになる。
くなるにつれて、高温担体劣化を受けやすくなる。この
影響を軽減するために、軽くドープしたドレイン(LD
D)またはドレイン拡張が利用される。この明細書の開
示においては、LDDは、あらゆるドレイン拡張タイプ
のインプラントを表現するのに使用される。ドレイン拡
張は、典型的に、濃密にドープされたソース・ドレイン
領域を、更にトランジスタのゲートの下に拡張する。い
くつかのアプリケーションにおいて、高電圧NMOS・
I/Oトランジスタのために受入れ可能な結果をもたら
す低用量の高エネルギー砒素を使用して、このLDDが
形成される。マスキングのステップを減少される努力に
おいて、この低用量の高エネルギー砒素を、低電圧コア
NMOSトランジスタ内のLDD構造を形成するために
も使用できる。しかしながら、このLDD構造は、コア
NMOSトランジスタのドライブ電流(Idrive)を著
しく劣化させて、特に、コアのためのドレイン供給電圧
(VDD)が約1.8ボルトから約1.2ボルトへ縮小
する。このドライブ電流の劣化は、最も大きな可能性と
して、ソース・ドレイン内および関連のLDD構造に存
在する直流抵抗(RsRd)による。ドレイン供給電圧が
減少すると、この直流抵抗によりドライブ電流がますま
す制限されるようになる。
【0004】こうして、高電圧NMOS I/Oトラン
ジスタの高信頼性に必要なLDD構造が、高い直列抵抗
RsRdと高エネルギー砒素インプラントからの損傷のた
めに、低電圧NMOSコア・トランジスタのIdriveを
ひどく劣化させる。現在の集積回路製作方法は、両方の
トランジスタを最適化するために、追加のマスキング・
ステップの使用が必要である。従って、より多いマスキ
ング・ステップに関連する高コストなしに、両方のトラ
ンジスタを最適化して高信頼性と高性能の両方を結果す
る、より少ないマスキング・ステップ処理への大きな需
要が存在する。
ジスタの高信頼性に必要なLDD構造が、高い直列抵抗
RsRdと高エネルギー砒素インプラントからの損傷のた
めに、低電圧NMOSコア・トランジスタのIdriveを
ひどく劣化させる。現在の集積回路製作方法は、両方の
トランジスタを最適化するために、追加のマスキング・
ステップの使用が必要である。従って、より多いマスキ
ング・ステップに関連する高コストなしに、両方のトラ
ンジスタを最適化して高信頼性と高性能の両方を結果す
る、より少ないマスキング・ステップ処理への大きな需
要が存在する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、より少ない
マスクによる、高信頼性・高性能のコア・トランジスタ
とマスク・トランジスタのための混合電圧CMOS法で
ある。
マスクによる、高信頼性・高性能のコア・トランジスタ
とマスク・トランジスタのための混合電圧CMOS法で
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例は、信
頼性あるNMOS入出力トランジスタを作る方法であっ
て、第1導電率タイプの半導体基板内に、第2導電率タ
イプの領域を最低1つ作るステップと、前記半導体基板
上に、第1厚さのゲート誘電体を形成するステップと、
前記基板上に、第2厚さのゲート誘電体を形成して、前
記第2厚さのゲート誘電体は前記第1厚さのゲート誘電
体に等しいかまたはより厚いステップと、前記第1厚さ
のゲート誘電体上に、第1導電層を形成するステップ
と、前記第2厚さの誘電体上に、第2導電層を形成する
ステップと、前記第1導電層および前記第1厚さのゲー
ト誘電体を腐蝕して、前記第1導電率タイプの半導体基
板上に、第1トランジスタ・ゲート・スタックを形成す
るステップと、前記第1導電層および前記第1厚さのゲ
ート誘電体を腐蝕して、前記第2導電率タイプの半導体
基板上に、第2トランジスタ・ゲート・スタックを形成
するステップと、前記第2導電層および前記第2厚さの
ゲート誘電体を腐蝕して、前記第1導電率タイプの半導
体基板上に、第3トランジスタ・ゲート・スタックを形
成するステップと、第1種(species)タイプの第1イン
プラントにより、前記第1トランジスタ・ゲート・スタ
ックと前記第3トランジスタ・ゲート・スタックを同時
的にインプラントするステップと、第2種タイプの第2
インプラントにより、前記第1トランジスタ・ゲート・
スタックと前記第3トランジスタ・ゲート・スタックを
同時的にインプラントするステップと、前記第1種タイ
プの第3インプラントにより、前記第2トランジスタ・
ゲート・スタックと前記第3トランジスタ・ゲート・ス
タックを同時的にインプラントするステップと、前記第
2種タイプの第4インプラントにより、前記第2トラン
ジスタ・ゲート・スタックと前記第3トランジスタ・ゲ
ート・スタックを同時的にインプラントするステップを
含んでいる。好ましくは、前記第1導電率タイプはp形
であり、前記第2導電率タイプはn形である。第1イン
プラント種タイプは、B、BF2、Ga、In、および
それらのあらゆる組み合わせから選ばれた物質を含み、
第2インプラント種タイプは、As、P、Sb、および
それらのあらゆる組み合わせから選ばれた物質を含む。
頼性あるNMOS入出力トランジスタを作る方法であっ
て、第1導電率タイプの半導体基板内に、第2導電率タ
イプの領域を最低1つ作るステップと、前記半導体基板
上に、第1厚さのゲート誘電体を形成するステップと、
前記基板上に、第2厚さのゲート誘電体を形成して、前
記第2厚さのゲート誘電体は前記第1厚さのゲート誘電
体に等しいかまたはより厚いステップと、前記第1厚さ
のゲート誘電体上に、第1導電層を形成するステップ
と、前記第2厚さの誘電体上に、第2導電層を形成する
ステップと、前記第1導電層および前記第1厚さのゲー
ト誘電体を腐蝕して、前記第1導電率タイプの半導体基
板上に、第1トランジスタ・ゲート・スタックを形成す
るステップと、前記第1導電層および前記第1厚さのゲ
ート誘電体を腐蝕して、前記第2導電率タイプの半導体
基板上に、第2トランジスタ・ゲート・スタックを形成
するステップと、前記第2導電層および前記第2厚さの
ゲート誘電体を腐蝕して、前記第1導電率タイプの半導
体基板上に、第3トランジスタ・ゲート・スタックを形
成するステップと、第1種(species)タイプの第1イン
プラントにより、前記第1トランジスタ・ゲート・スタ
ックと前記第3トランジスタ・ゲート・スタックを同時
的にインプラントするステップと、第2種タイプの第2
インプラントにより、前記第1トランジスタ・ゲート・
スタックと前記第3トランジスタ・ゲート・スタックを
同時的にインプラントするステップと、前記第1種タイ
プの第3インプラントにより、前記第2トランジスタ・
ゲート・スタックと前記第3トランジスタ・ゲート・ス
タックを同時的にインプラントするステップと、前記第
2種タイプの第4インプラントにより、前記第2トラン
ジスタ・ゲート・スタックと前記第3トランジスタ・ゲ
ート・スタックを同時的にインプラントするステップを
含んでいる。好ましくは、前記第1導電率タイプはp形
であり、前記第2導電率タイプはn形である。第1イン
プラント種タイプは、B、BF2、Ga、In、および
それらのあらゆる組み合わせから選ばれた物質を含み、
第2インプラント種タイプは、As、P、Sb、および
それらのあらゆる組み合わせから選ばれた物質を含む。
【0007】本発明のもう一つの実施例は、混合電圧集
積回路を製作する方法であって、少なくとも1つの第2
導電率タイプの領域を、前記第2導電率タイプと反対の
第1導電率タイプの半導体基板内に形成するステップ
と、前記半導体基板上にゲート誘電体を形成するステッ
プと、前記ゲート誘電体上に導体層を形成するステップ
と、前記導体層と前記ゲート誘電体を腐蝕して、前記半
導体基板上に第1トランジスタ・ゲート・スタックを形
成し、また前記第2ゲート導電率タイプの1つの領域上
に第2トランジスタ・ゲート・スタックを形成するステ
ップと、前記第1トランジスタ・ゲート・スタックと前
記第2トランジスタ・ゲート・スタックを、前記第1ト
ランジスタ・ゲート・スタックのためのポケット・イン
プラントにより、同時的にインプラントし、これによ
り、前記第1トランジスタ・ゲート・スタックのための
前記ポケット・インプラントが、前記第2トランジスタ
・ゲート・スタックのためのLDDインプラントとして
機能するステップを含んでいる。
積回路を製作する方法であって、少なくとも1つの第2
導電率タイプの領域を、前記第2導電率タイプと反対の
第1導電率タイプの半導体基板内に形成するステップ
と、前記半導体基板上にゲート誘電体を形成するステッ
プと、前記ゲート誘電体上に導体層を形成するステップ
と、前記導体層と前記ゲート誘電体を腐蝕して、前記半
導体基板上に第1トランジスタ・ゲート・スタックを形
成し、また前記第2ゲート導電率タイプの1つの領域上
に第2トランジスタ・ゲート・スタックを形成するステ
ップと、前記第1トランジスタ・ゲート・スタックと前
記第2トランジスタ・ゲート・スタックを、前記第1ト
ランジスタ・ゲート・スタックのためのポケット・イン
プラントにより、同時的にインプラントし、これによ
り、前記第1トランジスタ・ゲート・スタックのための
前記ポケット・インプラントが、前記第2トランジスタ
・ゲート・スタックのためのLDDインプラントとして
機能するステップを含んでいる。
【0008】本発明の1つの利点は、混合電圧集積回路
を形成するために、マスキングのステップが全く不要な
ことである。本発明のもう1つの利点は、コア・トラン
ジスタの形成に必要なインプラントのほかには、追加の
インプラントが何も必要ないことである。本発明のもう
1つの利点は、1つのトランジスタ・デバイス・タイプ
のポケット・インプラントを、他のトランジスタ・デバ
イス・タイプのドレイン拡張として使用できることであ
る。
を形成するために、マスキングのステップが全く不要な
ことである。本発明のもう1つの利点は、コア・トラン
ジスタの形成に必要なインプラントのほかには、追加の
インプラントが何も必要ないことである。本発明のもう
1つの利点は、1つのトランジスタ・デバイス・タイプ
のポケット・インプラントを、他のトランジスタ・デバ
イス・タイプのドレイン拡張として使用できることであ
る。
【0009】これらおよび他の利点は、添付図面と共に
明細書を参照することにより、普通の当業者に明らかに
なるであろう。
明細書を参照することにより、普通の当業者に明らかに
なるであろう。
【0010】
【発明の実施の形態】以下の本発明の説明は図1ないし
図3を中心として展開するが、本発明はあらゆる半導体
デバイス構造に利用できる。本発明の方法は、特別なマ
スク・ステップなしに、高性能・低電圧NMOSコア・
トランジスタと同時に、信頼性ある高電圧NMOS・I
/Oトランジスタを得るための解決法を提供する。
図3を中心として展開するが、本発明はあらゆる半導体
デバイス構造に利用できる。本発明の方法は、特別なマ
スク・ステップなしに、高性能・低電圧NMOSコア・
トランジスタと同時に、信頼性ある高電圧NMOS・I
/Oトランジスタを得るための解決法を提供する。
【0011】本発明の方法は、コアNMOSトランジス
タとI/O・NMOSトランジスタの下記の重要特徴を
結果として生じる。
タとI/O・NMOSトランジスタの下記の重要特徴を
結果として生じる。
【0012】a) NMOSコア・トランジスタは、好
ましくは、低いRsRdのために充分に高い用量の浅いド
レイン拡張を有し、必要な最小ゲート長(Lg min)を
維持するために非常に小さなドーパント傾斜(grading)
を有する。
ましくは、低いRsRdのために充分に高い用量の浅いド
レイン拡張を有し、必要な最小ゲート長(Lg min)を
維持するために非常に小さなドーパント傾斜(grading)
を有する。
【0013】b) NMOS・I/Oトランジスタは、
好ましくは、高いNMOS・I/O信頼性のために充分
なドーピング傾斜(grading)と、受け入れ可能な性能の
ために充分に低いRsRdのドレイン拡張を有する。
好ましくは、高いNMOS・I/O信頼性のために充分
なドーピング傾斜(grading)と、受け入れ可能な性能の
ために充分に低いRsRdのドレイン拡張を有する。
【0014】上記の諸特徴は、本発明により、追加のマ
スク・ステップなしに達成される。
スク・ステップなしに達成される。
【0015】以下の本発明の説明は、図1と図2に関連
する。図1Aと図1Bを参照すると、基板10が供給さ
れて、基板10上にゲート誘電体20が形成される。基
板10は、好ましくは導電率においてp形であるが、n
形の基板も使用できる。ゲート誘電体20は、酸化物、
熱生成のSiO2、窒化物、酸窒化物、またはそれらの
いずれかの組み合わせ含み得るものであり、好ましくは
1nmないし10nm程度の厚さを有する。シリコン含
有物質の層(後にパターン化され腐蝕されてゲート構造
30を形成するもの)が、ゲート誘電体20上に形成さ
れる。好ましくは、このシリコン含有物質は、多結晶シ
リコン(「ポリ」または「ポリシリコン」)を含んでい
るが、それはエピタキシャル・シリコンまたはいずれか
他の半導電物質を含んでいてもよい。絶縁構造40が基
板内に収納される。これらの絶縁構造は、酸化物または
何か他の絶縁体を含んでいる。絶縁構造40の目的は、
基板上の諸能動デバイスを互いに絶縁することである。
基板はウェル50を含み、ウェル50は、基板の導電率
と比較すると、反対の導電率タイプのものである。
する。図1Aと図1Bを参照すると、基板10が供給さ
れて、基板10上にゲート誘電体20が形成される。基
板10は、好ましくは導電率においてp形であるが、n
形の基板も使用できる。ゲート誘電体20は、酸化物、
熱生成のSiO2、窒化物、酸窒化物、またはそれらの
いずれかの組み合わせ含み得るものであり、好ましくは
1nmないし10nm程度の厚さを有する。シリコン含
有物質の層(後にパターン化され腐蝕されてゲート構造
30を形成するもの)が、ゲート誘電体20上に形成さ
れる。好ましくは、このシリコン含有物質は、多結晶シ
リコン(「ポリ」または「ポリシリコン」)を含んでい
るが、それはエピタキシャル・シリコンまたはいずれか
他の半導電物質を含んでいてもよい。絶縁構造40が基
板内に収納される。これらの絶縁構造は、酸化物または
何か他の絶縁体を含んでいる。絶縁構造40の目的は、
基板上の諸能動デバイスを互いに絶縁することである。
基板はウェル50を含み、ウェル50は、基板の導電率
と比較すると、反対の導電率タイプのものである。
【0016】図1Aと図1Bに示された本発明の実施例
について、基板10はp形であり、ウェル50はn形で
ある。コアNMOSトランジスタは領域200内に、コ
アPMOSトランジスタは領域300内に、I/O・N
MOSトランジスタは領域400内に、I/O・PMO
Sトランジスタは領域500内に製作される。I/Oト
ランジスタ120のためのゲート誘電体は、コア・トラ
ンジスタのためのゲート誘電体20よりも厚い。ゲート
構造30が決定されると、フォトレジストの層が基板1
0上に形成される。標準的なフォトリソグラフィーの技
法を使用して、このレジストがパターン化され腐蝕され
て、PMOSコアとI/Oトランジスタを覆うレジスト
60の領域を生成する。ブランケット・ポケットp形イ
ンプラントに続いて、ブランケット・ポケットn形LD
Dインプラントが遂行されて、p形ドーピング・プロフ
ァイル70と、n形ドーピング・プロファイル80が結
果として生じる。現在の集積回路技術においては、ポケ
ット・インプラントとは、スレッショルド電圧のような
トランジスタ特性への短いトランジスタゲート長の影響
を減少させるのに使用されるインプラントのことを言
う。しかしながら、インプラントの効果は、スレッショ
ルド電圧に限られない。特定のトランジスタタイプのた
めのポケット・インプラントは、トランジスタのドレイ
ン拡張を越えて広がるドーピング・プロファイルを結果
するのが普通である。p形ポケット・インプラントの種
は、B、BF2、Ga、In、または他の適当なドープ
剤からなり得る。n形LDDインプラントの種は、A
s、P、Sb、または他の適当のn型ドープ剤からなり
得る。インプラントの順序は、いくらか任意であって、
LDDインプラントをポケット・インプラントの以前に
遂行することもできる。p形ポケット・インプラント、
n形LDDインプラント、および必要ならば他の後続処
理の完了の後に、標準的な処理技法を用いてフォトレジ
スト60が除去される。フォトレジストの除去に続い
て、いくつかの数の処理が遂行される。
について、基板10はp形であり、ウェル50はn形で
ある。コアNMOSトランジスタは領域200内に、コ
アPMOSトランジスタは領域300内に、I/O・N
MOSトランジスタは領域400内に、I/O・PMO
Sトランジスタは領域500内に製作される。I/Oト
ランジスタ120のためのゲート誘電体は、コア・トラ
ンジスタのためのゲート誘電体20よりも厚い。ゲート
構造30が決定されると、フォトレジストの層が基板1
0上に形成される。標準的なフォトリソグラフィーの技
法を使用して、このレジストがパターン化され腐蝕され
て、PMOSコアとI/Oトランジスタを覆うレジスト
60の領域を生成する。ブランケット・ポケットp形イ
ンプラントに続いて、ブランケット・ポケットn形LD
Dインプラントが遂行されて、p形ドーピング・プロフ
ァイル70と、n形ドーピング・プロファイル80が結
果として生じる。現在の集積回路技術においては、ポケ
ット・インプラントとは、スレッショルド電圧のような
トランジスタ特性への短いトランジスタゲート長の影響
を減少させるのに使用されるインプラントのことを言
う。しかしながら、インプラントの効果は、スレッショ
ルド電圧に限られない。特定のトランジスタタイプのた
めのポケット・インプラントは、トランジスタのドレイ
ン拡張を越えて広がるドーピング・プロファイルを結果
するのが普通である。p形ポケット・インプラントの種
は、B、BF2、Ga、In、または他の適当なドープ
剤からなり得る。n形LDDインプラントの種は、A
s、P、Sb、または他の適当のn型ドープ剤からなり
得る。インプラントの順序は、いくらか任意であって、
LDDインプラントをポケット・インプラントの以前に
遂行することもできる。p形ポケット・インプラント、
n形LDDインプラント、および必要ならば他の後続処
理の完了の後に、標準的な処理技法を用いてフォトレジ
スト60が除去される。フォトレジストの除去に続い
て、いくつかの数の処理が遂行される。
【0017】図1Bを参照すると、基板10の上にフォ
トレジストの層が形成され、パターン化され腐蝕され
て、NMOSコア・トランジスタを覆う構造150を形
成する。ブランケット・ポケットn形インプラントに続
いてブランケットp形LDDインプラントが遂行され
て、n形ドーピング・プロファイル90とp形ドーピン
グプロファイル100が結果として生じる。n型ポケッ
ト・インプラントの種は、As、P、Sbまたは他のい
ずれかの適当なn形ドープ剤からなり得る。p型LDD
インプラントの種は、B、BF2、Ga、Inまたは他
のいずれかの適当なp形ドープ剤からなり得る。インプ
ラントの順序は、いくらか任意であって、ポケット・イ
ンプラントの以前にLDDインプラントを遂行すること
もできる。インプラントの完了後に、標準的なCMOS
処理技法を使用して、集積回路が完成される。
トレジストの層が形成され、パターン化され腐蝕され
て、NMOSコア・トランジスタを覆う構造150を形
成する。ブランケット・ポケットn形インプラントに続
いてブランケットp形LDDインプラントが遂行され
て、n形ドーピング・プロファイル90とp形ドーピン
グプロファイル100が結果として生じる。n型ポケッ
ト・インプラントの種は、As、P、Sbまたは他のい
ずれかの適当なn形ドープ剤からなり得る。p型LDD
インプラントの種は、B、BF2、Ga、Inまたは他
のいずれかの適当なp形ドープ剤からなり得る。インプ
ラントの順序は、いくらか任意であって、ポケット・イ
ンプラントの以前にLDDインプラントを遂行すること
もできる。インプラントの完了後に、標準的なCMOS
処理技法を使用して、集積回路が完成される。
【0018】本発明の特定の実施例において、下記のイ
ンプラントが、NMOS・I/Oトランジスタ上で実行
される。
ンプラントが、NMOS・I/Oトランジスタ上で実行
される。
【表1】
【0019】結果として生じるドーピング・プロファイ
ルを、図2に示す。NMOS・LDDのプロファイルは
600で示され、NMOSポケットのプロファイルは6
10で示され、PMOS・LDDのプロファイルは62
0で示され、PMOSポケットプロファイルは630で
示され、結果として生じるNMOS・I/Oトランジス
タのプロファイルは640で示される。NMOS・I/
Oトランジスタ内のn形ドーピングのこの傾斜領域は、
マスク・ステップを追加することなしに、信頼性あるI
/Oトランジスタと高性能コア・トランジスタを結果と
して生じる。
ルを、図2に示す。NMOS・LDDのプロファイルは
600で示され、NMOSポケットのプロファイルは6
10で示され、PMOS・LDDのプロファイルは62
0で示され、PMOSポケットプロファイルは630で
示され、結果として生じるNMOS・I/Oトランジス
タのプロファイルは640で示される。NMOS・I/
Oトランジスタ内のn形ドーピングのこの傾斜領域は、
マスク・ステップを追加することなしに、信頼性あるI
/Oトランジスタと高性能コア・トランジスタを結果と
して生じる。
【0020】インプラントの諸条件に加えて、最終的な
プロファイルは、処理中にトランジスタが受ける熱サイ
クルの関数である。最適ドーピング・プロファイルを結
果するインプラントを決定する際に、熱サイクルを決定
の要因として入れるべきである。
プロファイルは、処理中にトランジスタが受ける熱サイ
クルの関数である。最適ドーピング・プロファイルを結
果するインプラントを決定する際に、熱サイクルを決定
の要因として入れるべきである。
【0021】本発明の更なる実施例を図3に示す。ここ
にNMOSトランジスタ700とPMOSトランジスタ
720が図示されている。これらのトランジスタ700
と同720は、コア・トランジスタでもI/Oトランジ
スタでもあり得る。図3において、ブランケット・ポケ
ットp形インプラントに続いてブランケットn形LDD
インプラントが遂行されて、p形ドーピング・プロファ
イル70と、n形ドーピングプロ・ファイル80が結果
として生じる。p形ポケット・インプラントの種はB、
BF2、Ga、In、またはいずれか他の適当なp形ド
ープ剤からなり得る。n型LDDインプラントの種はA
s、P、Sb、またはいずれか他の適当なn型ドープ剤
からなり得る。インプラントの順序は、いくらか任意で
あって、LDDインプラントをポケット・インプラント
の以前に遂行してもよい。この実施例において、両方の
形のトランジスタが両方のインプラントを受ける。NM
OSトランジスタ70のためのp形ポケット・インプラ
ントは、PMOSトランジスタ内でLDDインプラント
として使用される。NMOSトランジスタ80内のn形
LDDインプラントは、PMOSトランジスタ内のポケ
ット・インプラントととして使用される。これらの処理
に続いて、デバイスを完全に製作するために、どんなス
テップ数の処理を遂行してもよい。この実施例をp形ポ
ケット・インプラントとn形LDDインプラントに関し
て説明してきたが、n形ポケットとp形LDDインプラ
ントに対しても、この方法を同等に利用できる。
にNMOSトランジスタ700とPMOSトランジスタ
720が図示されている。これらのトランジスタ700
と同720は、コア・トランジスタでもI/Oトランジ
スタでもあり得る。図3において、ブランケット・ポケ
ットp形インプラントに続いてブランケットn形LDD
インプラントが遂行されて、p形ドーピング・プロファ
イル70と、n形ドーピングプロ・ファイル80が結果
として生じる。p形ポケット・インプラントの種はB、
BF2、Ga、In、またはいずれか他の適当なp形ド
ープ剤からなり得る。n型LDDインプラントの種はA
s、P、Sb、またはいずれか他の適当なn型ドープ剤
からなり得る。インプラントの順序は、いくらか任意で
あって、LDDインプラントをポケット・インプラント
の以前に遂行してもよい。この実施例において、両方の
形のトランジスタが両方のインプラントを受ける。NM
OSトランジスタ70のためのp形ポケット・インプラ
ントは、PMOSトランジスタ内でLDDインプラント
として使用される。NMOSトランジスタ80内のn形
LDDインプラントは、PMOSトランジスタ内のポケ
ット・インプラントととして使用される。これらの処理
に続いて、デバイスを完全に製作するために、どんなス
テップ数の処理を遂行してもよい。この実施例をp形ポ
ケット・インプラントとn形LDDインプラントに関し
て説明してきたが、n形ポケットとp形LDDインプラ
ントに対しても、この方法を同等に利用できる。
【0022】この発明を例示の実施例に関して説明して
きたが、この説明は限定的な意味で解釈されることを意
図するものではない。例示の実施例の種々の修正と組み
合わせと共に、この発明の他の実施例もまた、前記の説
明を参照した当業者に明白であろう。従って、前記の特
許請求の範囲はあらゆるそうした修正または実施例を包
含することを意図している。
きたが、この説明は限定的な意味で解釈されることを意
図するものではない。例示の実施例の種々の修正と組み
合わせと共に、この発明の他の実施例もまた、前記の説
明を参照した当業者に明白であろう。従って、前記の特
許請求の範囲はあらゆるそうした修正または実施例を包
含することを意図している。
【0023】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。
る。
【0024】(1) 混合電圧集積回路を製作する方法
であって、半導体基板上にゲート誘電体を形成するステ
ップと、前記ゲート誘電体上に導電層を形成するステッ
プと、前記導電層と前記ゲート誘電体を腐蝕してトラン
ジスタ・ゲート・スタックを形成するステップと、第1
導電率タイプの第1インプラントにより前記トランジス
タ・ゲート・スタックをインプラントするステップと、
前記第1導電率タイプと反対の第2導電率の第2インプ
ラントにより前記トランジスタ・ゲート・スタックをイ
ンプラントするステップと、前記第1導電率タイプの第
3インプラントにより前記トランジスタ・ゲート・スタ
ックをインプラントするステップを含んでいる、前記方
法。
であって、半導体基板上にゲート誘電体を形成するステ
ップと、前記ゲート誘電体上に導電層を形成するステッ
プと、前記導電層と前記ゲート誘電体を腐蝕してトラン
ジスタ・ゲート・スタックを形成するステップと、第1
導電率タイプの第1インプラントにより前記トランジス
タ・ゲート・スタックをインプラントするステップと、
前記第1導電率タイプと反対の第2導電率の第2インプ
ラントにより前記トランジスタ・ゲート・スタックをイ
ンプラントするステップと、前記第1導電率タイプの第
3インプラントにより前記トランジスタ・ゲート・スタ
ックをインプラントするステップを含んでいる、前記方
法。
【0025】(2) 前記ゲート誘電体は、二酸化珪
素、酸窒化珪素、窒化珪素、およびそれらのあらゆる組
み合わせからなるグループから選択された物質を含んで
いる第1項記載の方法。
素、酸窒化珪素、窒化珪素、およびそれらのあらゆる組
み合わせからなるグループから選択された物質を含んで
いる第1項記載の方法。
【0026】(3) 前記導電層は、ドープされたポリ
シリコン、ドープされてないポリシリコン、エピタキシ
ャル・シリコン、およびそれらのあらゆる組み合わせか
らなるグループから選択された物質を含んでいる第1項
記載の方法。
シリコン、ドープされてないポリシリコン、エピタキシ
ャル・シリコン、およびそれらのあらゆる組み合わせか
らなるグループから選択された物質を含んでいる第1項
記載の方法。
【0027】(4) 前記第1インプラントは、B、B
F2、Ga、In、およびそれらのあらゆる組み合わせ
からなるグループから選択された物質を含んでいる第1
項記載の方法。
F2、Ga、In、およびそれらのあらゆる組み合わせ
からなるグループから選択された物質を含んでいる第1
項記載の方法。
【0028】(5) 前記第2インプラントは、As、
P、Sb、およびそれらのあらゆる組み合わせからなる
グループから選択された物質を含んでいる第1項記載の
方法。
P、Sb、およびそれらのあらゆる組み合わせからなる
グループから選択された物質を含んでいる第1項記載の
方法。
【0029】(6) 前記第2導電率タイプの第4のイ
ンプラントにより前記トランジスタ・ゲート・スタック
をインプラントするステップを更に含んでいる第1項記
載の方法。
ンプラントにより前記トランジスタ・ゲート・スタック
をインプラントするステップを更に含んでいる第1項記
載の方法。
【0030】(7) 混合電圧集積回路を製作する方法
であって、第2導電率タイプと反対の第1導電率タイプ
の半導体基板内に、前記第2導電率タイプの少なくとも
1つの領域を形成するステップと、前記半導体基板上に
第1厚さのゲート誘電体を形成するステップと、前記半
導体基板上に第2厚さのゲート誘電体を形成し、前記第
2厚さは前記第1厚さよりも厚いステップと、前記第1
厚さのゲート誘電体上に第1導電層を形成するステップ
と、前記第2厚さのゲート誘電体上に第2導電層を形成
するステップと、前記第1導電層と前記第1厚さのゲー
ト誘電体を腐蝕して、前記半導体基板上の第1トランジ
スタ・ゲート・スタックと、前記第2導電率タイプの前
記1つの領域上の第2トランジスタ・ゲート・スタック
を形成するステップと、前記第2導電層と前記第2厚さ
のゲート誘電体を腐蝕して、前記半導体基板上に第3ト
ランジスタ・ゲート・スタックを形成するステップと、
第1種タイプの第1インプラントにより、前記第1トラ
ンジスタ・ゲート・スタックと前記第3トランジスタ・
ゲート・スタックを同時的にインプラントするステップ
と、第2種タイプの第2インプラントにより、前記第1
トランジスタ・ゲート・スタックと前記第3トランジス
タ・ゲート・スタックを同時的にインプラントするステ
ップと、第1種タイプの第3インプラントにより、前記
第2トランジスタ・ゲート・スタックと前記第3トラン
ジスタ・ゲート・スタックを同時的にインプラントする
ステップと、第2種タイプの第4インプラントにより、
前記第2トランジスタ・ゲート・スタックと前記第3ト
ランジスタ・ゲート・スタックを同時的にインプラント
するステップを含んでなる、前記方法。
であって、第2導電率タイプと反対の第1導電率タイプ
の半導体基板内に、前記第2導電率タイプの少なくとも
1つの領域を形成するステップと、前記半導体基板上に
第1厚さのゲート誘電体を形成するステップと、前記半
導体基板上に第2厚さのゲート誘電体を形成し、前記第
2厚さは前記第1厚さよりも厚いステップと、前記第1
厚さのゲート誘電体上に第1導電層を形成するステップ
と、前記第2厚さのゲート誘電体上に第2導電層を形成
するステップと、前記第1導電層と前記第1厚さのゲー
ト誘電体を腐蝕して、前記半導体基板上の第1トランジ
スタ・ゲート・スタックと、前記第2導電率タイプの前
記1つの領域上の第2トランジスタ・ゲート・スタック
を形成するステップと、前記第2導電層と前記第2厚さ
のゲート誘電体を腐蝕して、前記半導体基板上に第3ト
ランジスタ・ゲート・スタックを形成するステップと、
第1種タイプの第1インプラントにより、前記第1トラ
ンジスタ・ゲート・スタックと前記第3トランジスタ・
ゲート・スタックを同時的にインプラントするステップ
と、第2種タイプの第2インプラントにより、前記第1
トランジスタ・ゲート・スタックと前記第3トランジス
タ・ゲート・スタックを同時的にインプラントするステ
ップと、第1種タイプの第3インプラントにより、前記
第2トランジスタ・ゲート・スタックと前記第3トラン
ジスタ・ゲート・スタックを同時的にインプラントする
ステップと、第2種タイプの第4インプラントにより、
前記第2トランジスタ・ゲート・スタックと前記第3ト
ランジスタ・ゲート・スタックを同時的にインプラント
するステップを含んでなる、前記方法。
【0031】(8) 前記第1導電率タイプはp形であ
る第7項記載の方法。
る第7項記載の方法。
【0032】(9) 前記第2導電率タイプはn形であ
る第7項記載の方法。
る第7項記載の方法。
【0033】(10) 前記第1厚さのゲート誘電体
は、二酸化珪素、酸窒化珪素、窒化珪素、およびそれら
のあらゆる組み合わせから選択された物質を含んでいる
第7項記載の方法。
は、二酸化珪素、酸窒化珪素、窒化珪素、およびそれら
のあらゆる組み合わせから選択された物質を含んでいる
第7項記載の方法。
【0034】(11) 前記第2厚さのゲート誘電体
は、二酸化珪素、酸窒化珪素、窒化珪素、およびそれら
のあらゆる組み合わせから選択された物質を含んでいる
第7項記載の方法。
は、二酸化珪素、酸窒化珪素、窒化珪素、およびそれら
のあらゆる組み合わせから選択された物質を含んでいる
第7項記載の方法。
【0035】(12) 前記第1導電層は、ドープされ
たポリシリコン、ドープされてないポリシリコン、エピ
タキシャル・シリコン、およびそれらのあらゆる組み合
わせからなるグループから選択された物質を含んでいる
第7項記載の方法。
たポリシリコン、ドープされてないポリシリコン、エピ
タキシャル・シリコン、およびそれらのあらゆる組み合
わせからなるグループから選択された物質を含んでいる
第7項記載の方法。
【0036】(13) 前記第2導電層は、ドープされ
たポリシリコン、ドープされてないポリシリコン、エピ
タキシャル・シリコン、およびそれらのあらゆる組み合
わせからなるグループから選択された物質を含んでいる
第7項記載の方法。
たポリシリコン、ドープされてないポリシリコン、エピ
タキシャル・シリコン、およびそれらのあらゆる組み合
わせからなるグループから選択された物質を含んでいる
第7項記載の方法。
【0037】(14) 前記第1種タイプは、B、BF
2、Ga、In、およびそれらのあらゆる組み合わせか
らなるグループから選択された物質を含んでいる第7項
記載の方法。
2、Ga、In、およびそれらのあらゆる組み合わせか
らなるグループから選択された物質を含んでいる第7項
記載の方法。
【0038】(15) 前記第2種は、As、P、S
b、およびそれらのあらゆる組み合わせからなるグルー
プから選択された物質を含んでいる第7項記載の方法。
b、およびそれらのあらゆる組み合わせからなるグルー
プから選択された物質を含んでいる第7項記載の方法。
【0039】(16) 混合電圧集積回路を製作する方
法であって、第2導電率タイプと反対の第1導電率タイ
プの半導体基板内に、前記第2導電率タイプの少なくと
も1つの領域を形成するステップと、前記半導体基板上
にゲート誘電体を形成するステップと、前記ゲート誘電
体上に導電層を形成するステップと、前記導電層と前記
ゲート誘電体を腐蝕して、前記半導体基板上の第1トラ
ンジスタ・ゲート・スタックおよび前記第2導電率タイ
プの前記1つの領域上の第2トランジスタ・ゲート・ス
タックを形成するステップと、前記第1トランジスタ・
ゲート・スタックのためのポケット・インプラントによ
り、前記第1トランジスタ・ゲート・スタックと前記第
2トランジスタ・ゲート・スタックを同時的にインプラ
ントして、これにより、前記第1トランジスタ・ゲート
・スタックのための前記ポケット・インプラントが、前
記第2ゲート・スタックのためのLDDインプラントと
して機能するステップを含んでなる、前記方法。
法であって、第2導電率タイプと反対の第1導電率タイ
プの半導体基板内に、前記第2導電率タイプの少なくと
も1つの領域を形成するステップと、前記半導体基板上
にゲート誘電体を形成するステップと、前記ゲート誘電
体上に導電層を形成するステップと、前記導電層と前記
ゲート誘電体を腐蝕して、前記半導体基板上の第1トラ
ンジスタ・ゲート・スタックおよび前記第2導電率タイ
プの前記1つの領域上の第2トランジスタ・ゲート・ス
タックを形成するステップと、前記第1トランジスタ・
ゲート・スタックのためのポケット・インプラントによ
り、前記第1トランジスタ・ゲート・スタックと前記第
2トランジスタ・ゲート・スタックを同時的にインプラ
ントして、これにより、前記第1トランジスタ・ゲート
・スタックのための前記ポケット・インプラントが、前
記第2ゲート・スタックのためのLDDインプラントと
して機能するステップを含んでなる、前記方法。
【0040】(17) 前記第1導電率タイプはp形で
ある第16項記載の方法。
ある第16項記載の方法。
【0041】(18) 前記第2導電率タイプはn形で
ある第16項記載の方法。
ある第16項記載の方法。
【0042】(19) 前記ゲート誘電体は、二酸化珪
素、酸窒化珪素、窒化珪素、およびそれらのあらゆる組
み合わせから選択された物質を含んでいる第16項記載
の方法。
素、酸窒化珪素、窒化珪素、およびそれらのあらゆる組
み合わせから選択された物質を含んでいる第16項記載
の方法。
【0043】(20) 前記導電層は、ドープされたポ
リシリコン、ドープされてないポリシリコン、エピタキ
シャル・シリコン、およびそれらのあらゆる組み合わせ
からなるグループから選択された物質を含んでいる第1
6項記載の方法。
リシリコン、ドープされてないポリシリコン、エピタキ
シャル・シリコン、およびそれらのあらゆる組み合わせ
からなるグループから選択された物質を含んでいる第1
6項記載の方法。
【0044】(21) 前記ポケット・インプラント
は、B、BF2、Ga、In、およびそれらのあらゆる
組み合わせからなるグループから選択された物質を含ん
でいる第16項記載の方法。
は、B、BF2、Ga、In、およびそれらのあらゆる
組み合わせからなるグループから選択された物質を含ん
でいる第16項記載の方法。
【0045】(22) 前記第1トランジスタ・ゲート
・スタックのためのLDDインプラントにより、前記第
1トランジスタ・ゲート・スタックおよび前記第2トラ
ンジスタ・ゲート・スタックを同時的にインプラントし
て、これにより、前記LDDインプラントが前記第2ト
ランジスタ・ゲート・スタックのためのポケット・イン
プラントとして機能するステップを更に含んでなる第1
6項記載の方法。
・スタックのためのLDDインプラントにより、前記第
1トランジスタ・ゲート・スタックおよび前記第2トラ
ンジスタ・ゲート・スタックを同時的にインプラントし
て、これにより、前記LDDインプラントが前記第2ト
ランジスタ・ゲート・スタックのためのポケット・イン
プラントとして機能するステップを更に含んでなる第1
6項記載の方法。
【0046】(23) より少ないマスク・ステップに
よる高信頼性・高性能のコア・トランジスタと入出力ト
ランジスタのための混合電圧CMOS処理。シリコン基
板10上にゲートスタック30が形成される。第1種と
第2種のイオン注入が遂行されて、入出力トランジスタ
内にドーピング・プロファイル70、80、90、10
0を生成する。
よる高信頼性・高性能のコア・トランジスタと入出力ト
ランジスタのための混合電圧CMOS処理。シリコン基
板10上にゲートスタック30が形成される。第1種と
第2種のイオン注入が遂行されて、入出力トランジスタ
内にドーピング・プロファイル70、80、90、10
0を生成する。
【図1】I/Oトランジスタの製作における種々なステ
ップでの断面図である。
ップでの断面図である。
【図2】本発明の特定の実施例から得られるドーピング
・プロファイルを示す。
・プロファイルを示す。
【図3】本発明の特定の実施例から得られるドーピング
・プロファイルを示す。共通の参照番号は、これらの諸
図を通じて同一または類似の機能を示す。これらの図は
一定の比例に縮小して描いたものではなく、単に説明を
目的として提供されるに過ぎない。
・プロファイルを示す。共通の参照番号は、これらの諸
図を通じて同一または類似の機能を示す。これらの図は
一定の比例に縮小して描いたものではなく、単に説明を
目的として提供されるに過ぎない。
10 基板 20 ゲート誘電体 30 ゲート構造 40 絶縁構造 50 ウェル 60 レジスト 70 p形ドーピング・プロファイル 80 n形ドーピング・プロファイル 90 n形ドーピング・プロファイル 100 p形ドーピング・プロファイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マノジ、メフロトラ アメリカ合衆国 テキサス、ダラス、 オ ーデリア ロード 12121、ナンバー408 (72)発明者 マハリンガム、ナンダクマル アメリカ合衆国 テキサス、リチャードソ ン、 ウォータービュー パークウェイ 2200、ナンバー2338
Claims (1)
- 【請求項1】 混合電圧集積回路を製作する方法であっ
て、 半導体基板上にゲート誘電体を形成するステップと、 前記ゲート誘電体上に導電層を形成するステップと、 前記導電層と前記ゲート誘電体を腐蝕してトランジスタ
・ゲート・スタックを形成するステップと、 第1導電率タイプの第1インプラントにより前記トラン
ジスタ・ゲート・スタックをインプラントするステップ
と、 前記第1導電率タイプと反対の第2導電率の第2インプ
ラントにより前記トランジスタ・ゲート・スタックをイ
ンプラントするステップと、 前記第1導電率タイプの第3インプラントにより前記ト
ランジスタ・ゲート・スタックをインプラントするステ
ップを含んでいる、前記方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11897999P | 1999-02-08 | 1999-02-08 | |
US118979 | 1999-02-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=22381923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000030167A Abandoned JP2000232167A (ja) | 1999-02-08 | 2000-02-08 | より少ないマスク・ステップによる高信頼性高性能のコア・トランジスタおよびi/oトランジスタのための新規な混合電圧cmos処理 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6258644B1 (ja) |
EP (1) | EP1026738B1 (ja) |
JP (1) | JP2000232167A (ja) |
KR (1) | KR20000071335A (ja) |
DE (1) | DE60028847T2 (ja) |
TW (1) | TW459291B (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003017578A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
JP2012174958A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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---|---|---|---|---|
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US6878968B1 (en) * | 1999-05-10 | 2005-04-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
JP2001127171A (ja) * | 1999-10-26 | 2001-05-11 | Matsushita Electronics Industry Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
US6479339B2 (en) * | 2000-10-10 | 2002-11-12 | Texas Instruments Incorporated | Use of a thin nitride spacer in a split gate embedded analog process |
US6541819B2 (en) * | 2001-05-24 | 2003-04-01 | Agere Systems Inc. | Semiconductor device having non-power enhanced and power enhanced metal oxide semiconductor devices and a method of manufacture therefor |
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