JP2004088101A - 集積回路チップおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は共通のマスクとステップを用いることにより従来の方法よりも大きな効率性を達成しうる、同一チップにフィン型電界効果トランジスタ(フィンFET)1801と厚ボディ・デバイス1802を備えた微小電子回路を製造する方法を提供する。マスク数とステップ数の削減は共通のマスクとステップをいくつかの縮小戦略とともに使用することにより達成する。一実例では、フィンFETに普通に付随する構造体を厚いシリコン・メサの側面に形成する。このシリコン・メサのバルクをドープしてメサの反対側面に形成したボディ・コンタクトと接続する。また、本発明には、本発明に係る方法で製造したフィンFET、厚ボディ・デバイス、およびチップが含まれる。
【選択図】 図38
Description
(1)
少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタと少なくとも1つの厚ボディ・デバイスとを備えた集積回路チップであって、
前記少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタと前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスとが同時並行的に形成されている、
集積回路チップ。
(2)
前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスがボディ・コンタクトを備えた厚ボディ・デバイスから成る、
上記(1)に記載の集積回路チップ。
(3)
前記厚ボディ・デバイスが半導体メサの第1の側壁上に垂直方向に縮小した電界効果トランジスタを備え、
前記ボディ・コンタクトが前記半導体メサの反対側の第2の側壁を通してドープされた、前記メサの一部を有する、
上記(2)に記載の集積回路チップ。
(4)
前記厚ボディ・デバイスが、
半導体メサの第1の側壁に設けられ垂直方向に縮小した第1の電界効果トランジスタと、
前記半導体メサの反対側の第2の側壁に設けられ垂直方向に縮小した第2の電界効果トランジスタであって、そのソース、ドレイン、ゲートが前記第1の電界効果トランジスタと位置合わせされた第2の電界効果トランジスタと、
前記2つのソースと前記2つのドレインとの間の半導体の表面に設けられたボディ・コンタクトと
備えている
上記(2)に記載の集積回路チップ。
(5)
前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスが半導体メサの表面にプレーナ型電界効果トランジスタを備えている、
上記(2)に記載の集積回路チップ。
(6)
前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスが半導体メサの表面にプレーナ型電界効果トランジスタを備えている、
上記(1)に記載の集積回路チップ。
(7)
前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスが、同時並行的に形成された異なる種類の厚ボディ・デバイスを含む複数の厚ボディ・デバイスを備えている、
上記(1)に記載の集積回路チップ。
(8)
少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタと少なくとも1つの厚ボディ・デバイスとを備えた集積回路チップを製造する方法であって、
前記方法は、
1つのマスクと該マスクに付随する1つのプロセスを用い、前記少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタおよび前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスを同時並行的に形成する少なくとも1つのステップ
を備えている、
方法。
(9) さらに、
ハードマスクを装着した半導体基板ウェーハを準備するステップと、
前記半導体基板をパターニングして前記ウェーハ上に少なくとも1つの狭いフィン構造体および少なくとも1つの厚メサ構造体を形成するステップであって、前記フィン構造体は平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備え、前記メサは頂上面ならびに平行な第3の長側壁および第4の長側壁を備えている、ステップと
を備えた、
上記(8)に記載の方法。
(10) さらに、
(a)前記少なくとも1つのフィン構造体を遮蔽マスクで遮蔽するステップと、
(b)前記少なくとも1つのメサ構造体の頂上から前記ハードマスクを、前記遮蔽マスクに対して選択的にエッチング除去するステップと、
(c)前記遮蔽マスクを剥離するステップと、
(d)前記少なくとも1つのメサの頂上、ならびに前記フィン構造体の第1の長側壁および前記フィン構造体の第2の長側壁のうちの一方の上にソース領域およびドレイン領域を同時並行的にイオン打ち込みして形成するステップと、
(e)前記少なくとも1つのメサの頂上、および前記フィン構造体の前記両長側壁の上にゲート酸化膜を同時並行的に成長させるステップと、
(f)前記少なくとも1つのフィン構造体の頂上および両長側壁上、ならびに前記少なくとも1つのメサ構造体の頂上および両長側壁上にゲート材料を同時並行的に堆積するステップと
を備えた、
上記(9)に記載の方法。
(11) さらに、
(a)前記少なくとも1つのフィン構造体上のゲート材料および前記少なくとも1つのメサ構造体上のゲート材料を同時並行的に平坦化するステップと、
(b)前記少なくとも1つのフィン構造体上のゲート構造体および前記少なくとも1つのメサ構造体上のゲート構造体を同時並行的にパターニングするステップと、
(c)前記少なくとも1つのフィン構造体上のゲート構造体および前記少なくとも1つのメサ構造体上のゲート構造体を同時並行的にエッチングするステップと、
(d)前記ウェーハを酸化膜で封止し前記酸化膜を平坦化するステップと、
(e)前記少なくとも1つのメサの頂上に設けられたゲート、ソース、およびドレインへの電気コンタクト、ならびに前記ウェーハ上の少なくとも1つの別のデバイス上に設けられたゲート、ソース、およびドレインへの電気コンタクトを同時並行的に形成するステップと
を備えた、
上記(10)に記載の方法。
(12)
(a)半導体基板をエッチングして頂上および側壁を備えた少なくとも1つのフィンならびに頂上および側壁を備えた少なくとも1つのメサ構造体を同時並行的に形成するステップと、
(b)前記少なくとも1つのフィン上および前記少なくとも1つのメサ上にゲート構造体を同時並行的に形成するステップであって、前記ゲート構造体は前記少なくとも1つのフィン上および前記少なくとも1つのメサ上に少なくとも1つのソースおよび少なくとも1つのドレインを形成する領域を画定している、ステップと、
(c)前記少なくとも1つのフィン上および前記少なくとも1つのメサ上の前記各ゲート構造体によって画定された領域にソース領域およびドレイン領域を同時並行的形成するステップと、
(d)前記少なくとも1つのフィンのゲート、ソース、およびドレイン、ならびに前記少なくとも1つのメサのゲート、ソース、およびドレインへの電気コンタクト群を同時並行的に形成するステップと
を備えた、
上記(8)に記載の方法。
(13)
前記製造するステップが、
少なくとも1つのメサの少なくとも1つの側壁上にゲート、ソース、ドレインを形成するステップと、
少なくとも1つのフィンの側壁上にゲート、ソース、ドレインを形成するステップと、
前記厚ボディ・デバイスのボディにボディ・コンタクトを形成するステップと
を備えている、
上記(11)に記載の方法。
(14)
少なくとも1つのメサの少なくとも1つの側壁上にゲート、ソース、ドレインを形成する前記ステップが、
前記メサの2つの側壁の各々の上にゲート、ソース、ドレインを形成するステップと、
さらにメサ・ハードマスクの頂上の形状に忠実に前記ゲートの寸法および形状を整えて2つの側壁ゲートを物理的かつ電子的に互いに接続するステップと
を備えた、
上記(13)に記載の方法。
(15)
前記メサ・ハードマスクの頂上にゲートを形成する前記ステップが、さらに、
前記ゲート材料および前記メサ・ハードマスクを貫通する開口をパターニングしエッチングして形成して前記電界効果トランジスタのボディを露出させるステップ
を備えている、
上記(14)に記載の方法。
(16)
ボディ・コンタクトを形成する前記ステップが、
前記ゲートおよび前記メサ・ハードマスクに形成された前記開口を通し前記電界効果トランジスタの露出したボディをドープするステップ
を備えている、
上記(15)に記載の方法。
(17)
前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成する前記ステップが、
少なくとも1つのメサ中に十分深く前記ソース領域および前記ドレイン領域をドープして、前記メサ・ハードマスクに形成された第1の開口を通して第1の電気コンタクトが両ソースと接続し、前記メサ・ハードマスクの頂上に形成された第2の開口を通して第2の電気コンタクトが両ドレインと接続するようにするステップ
を備えている、
上記(14)に記載の方法。
(18) さらに、
前記メサの能動側壁から外方に伸びる部分を有するゲートを形成するステップであって、前記伸ばされたゲートは寸法および形状が調整されて端が広げられ電気コンタクトを受け入れるようにされており、前記広げられた端は埋め込み酸化膜上に存在する、ステップ
を備えた、
上記(14)に記載の方法。
(19)
前記メサに前記ボディ・コンタクトを形成する前記ステップが、
(a)能動メサ側壁の反対側のメサ側壁を通して前記メサをドープするステップと、
(b)前記ドープしたメサの側壁上および前記ボディ・コンタクトの頂上にシリサイドを形成して電気コンタクトとのオーミック接続を可能にするステップと、
(c)前記ボディ・コンタクト上の前記シリサイドへの電気コンタクトと、前記ゲート、ソース、ドレインへの電気コンタクトとを同時並行的に形成するステップと
を備えている、
上記(13)に記載の方法。
(20)
前記ゲートを形成るすステップが、
前記メサの頂上の前記ゲート材料をエッチングして前記メサの頂上を3つの領域すなわちソース、ドレイン、ボディ・コンタクトに分割するステップ
を備えている、
上記(13)に記載の方法。
(21)
前記ボディ・コンタクトを形成する前記ステップが、
前記メサ・ハードマスクを貫通して前記メサのボディに至る開口をパターニングしエッチングして形成するステップと、
前記メサ・ハードマスクに形成した前記開口を通してドープしてボディ・コンタクトを形成するステップと
を備えている、
上記(20)に記載の方法。
(22)
電気コンタクトを形成する前記ステップが、さらに、
少なくとも1つのボディ・コンタクトへの少なくとも1つの電気コンタクトを形成するステップ
を備えている、
上記(11)に記載の方法。
(23)
少なくとも1つの電気コンタクトを形成する前記ステップが、
前記ボディ・コンタクト形成用にドープしたメサの非能動側壁へのオーミック接続によって電気コンタクトを形成するステップ
を備えている、
上記(22)に記載の方法。
(24)
少なくとも1つのボディ・コンタクトへの少なくとも1つの電気コンタクトを形成する前記ステップが、
前記メサの頂上に形成された開口を通る、前記ボディ・コンタクト形成用にドープしたメサへのオーミック接続によって電気コンタクトを形成するステップ
を備えている、
上記(22)に記載の方法。
(25)
前記基板上の少なくとも1つのフィンおよび少なくとも1つのメサを同時並行的にパターニングしエッチングする前記ステップが、
2層ハードマスク上の前記少なくとも1つのフィンおよび前記少なくとも1つのメサをパターニングするステップと、
前記2層ハードマスクの両層を前記基板の半導体層に対して選択的にエッチングするステップと、
前記2層ハードマスクの下層を前記半導体層および上部ハードマスク層に対して選択的に化学エッチングして、下層ハードマスクのフィン厚さを最小リソグラフィ寸法未満にするステップと、
前記ハードマスクの前記上層を前記下層および前記半導体に対して選択的にエッチング除去するステップと、
前記半導体層を前記ハードマスクの前記下層に対して選択的に垂直にエッチングして、少なくとも1つのフィンと少なくとも1つのメサを形成するステップと
を備えている、
上記(11)に記載の方法。
(26) さらに、
(a)少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタのソース、ドレイン、ゲートと、少なくとも1つの厚ボディ・デバイスのソース、ドレイン、ゲートと、少なくとも1つの相補型デバイスのボディ・コンタクトとを同時並行的にドープして形成するステップと、
(b)少なくとも1つの厚ボディ・デバイスのボディ・コンタクトと、少なくとも1つの相補型デバイスのソース、ドレイン、ゲートとを同時並行的にドープして形成するステップと
を備えた、
上記(8)に記載の方法。
(27)
前記方法が単側壁型厚ボディ・デバイスの形成に適合しており、
(a)ハードマスクを装着した半導体基板ウェーハを準備するステップと、
(b)前記半導体基板をパターニングして前記ウェーハ上に少なくとも1つの狭いフィン構造体および少なくとも1つの厚メサ構造体を形成するステップであって、前記フィン構造体は平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備え、前記メサは頂上面ならびに平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備えている、ステップと、
(c)少なくとも1つのフィンおよび少なくとも1つのメサの上に下地形状に忠実にゲート材料を堆積するステップと、
(d)少なくとも1つのフィン構造体上の前記第1の長側壁および前記第2の長側壁の上のゲートと、少なくとも1つのメサ構造体上の前記第1の長側壁の上のゲートとを同時並行的にパターニングするステップと、
(e)少なくとも1つのフィン構造体上のゲートと、少なくとも1つのメサ構造体上のゲートとを同時並行的にエッチングするステップと、
(f)少なくとも1つのフィンの少なくとも1つの長側壁上のソース領域およびドレイン領域と、
少なくとも1つのフィン上のゲートと、
少なくとも1つのメサの少なくとも1つの長側壁上のソース領域およびドレイン領域と、
少なくとも1つのメサ上のゲートと
を同時並行的にドープして形成するステップと、
(g)前記第2の長側壁を通るイオン打ち込みによって、少なくとも1つのメサ中のボディ・コンタクト領域をドープして形成するステップと、
(h)少なくとも1つのフィン型デバイスの半導体表面および少なくとも1つのメサ型デバイスの半導体表面の上にシリサイドを同時に形成するステップと、
(i)前記ウェーハを酸化膜で封止し前記酸化膜を平坦化するステップと、
(j)各フィン型デバイスおよび各メサ型デバイスのゲート領域、ソース領域、ドレイン領域、ボディ・コンタクト領域への電気コンタクト群を同時並行的に形成するステップと
を備えている、
上記(26)に記載の方法。
(28)
前記方法が二重側壁型電界効果トランジスタの形成に適合しており、
(a)シリコン・ウェーハ上の埋め込み酸化膜上の単結晶シリコン層上のTEOS層上に窒化膜キャップ層を備えハードマスクを装着された半導体基板を準備するステップと、
(b)前記窒化層およびTEOS層を同時並行的にパターニングして、厚さが最小リソグラフィ寸法の少なくとも1つのフィン構造体と少なくとも1つのメサとのイメージを形成するステップと、
(c)前記窒化膜キャップを化学的にアンダーカットすることにより、少なくとも1つのフィンの厚さおよび少なくとも1つのメサの厚さを同時並行的に狭めるステップと、
(d)前記窒化膜キャップを同時並行的に剥離するステップと、
(e)前記TEOS層のイメージを前記シリコン層にRIEを用いて転写して、前記基板上に少なくとも1つのフィン構造体および少なくとも1つのメサ構造体を形成するステップであって、前記少なくとも1つのフィン構造体は並行な第1の長側壁および第2の長側壁を備え、前記少なくとも1つのメサ構造体は頂上面ならびに並行な第1の長側壁および第2の長側壁を備えている、ステップと、
(f)少なくとも1つのフィン構造体の長側壁群の中央部上および頂上のゲート誘電体上、ならびに少なくとも1つのメサ構造体の長側壁群の中央部上および頂上のゲート誘電体上にゲートをそれぞれ同時並行的に形成するステップであって、前記ゲート構造体群は少なくとも1つのフィン構造体および少なくとも1つメサ構造体から外方へ伸び前記基板の前記埋め込み酸化膜上に到達している、ステップと、
(g)少なくとも1つのフィン構造体の中へ、ならびに少なくとも1つのメサ構造体の第1の長側壁および第2の長側壁の中へソースおよびドレインをそれぞれ同時並行的にドープして形成するステップであって、前記少なくとも1つのフィン構造体の前記第1の長側壁上の前記ソースおよび前記ドレインは前記フィン・ゲート構造体によって分離されており、前記少なくとも1つのメサ構造体の各長側壁上の前記ソースおよび前記ドレインは前記メサ・ゲート構造体によって分離されており、ゲート群は前記ソース群およびドレイン群と同時並行的にドープして形成し、それにより少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタおよび少なくとも1つの厚ボディ・デバイスを形成する、ステップと、
(h)少なくとも1つの厚ボディ・デバイスの頂上を通してボディ・コンタクトを形成するステップと、
(i)前記ウェーハを酸化膜で封止し前記酸化膜を平坦化するステップと、
(j)前記ゲート群、ソース群、ドレイン群、および少なくとも1つのボディ・コンタクトへの電気コンタクト群を同時並行的に形成するステップと
を備えている、
上記(26)に記載の方法。
(29)
前記方法がメサ・トップへのプレーナ型電界効果トランジスタの形成に適合しており、
(a)ハードマスクを装着した半導体基板ウェーハを準備するステップと、
(b)前記半導体基板をパターニングして前記ウェーハ上に少なくとも1つの狭いフィン構造体および少なくとも1つの厚メサ構造体を形成するステップであって、前記フィン構造体は平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備え、前記メサは頂上面ならびに平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備えている、ステップと、
(c)(1)少なくとも1つのフィンを遮蔽マスクで遮蔽し、
(2)前記ハードマスクを前記遮蔽マスクに対して選択にエッチングして少なくとも1つのメサの頂上から除去し、
(3)前記遮蔽マスクを剥離する
ことにより、少なくとも1つのメサの頂上を準備するステップと、
(d)少なくとも1つのメサの頂上および前記フィンの長側壁群の上にゲート酸化膜を同時並行的に成長させるステップと、
(e)少なくとも1つのフィン上および少なくとも1つのメサ上にゲート材料を同時並行的に堆積するステップと、
(f)少なくとも1つのフィン上の前記ゲート材料および少なくとも1つのメサ上の前記ゲート材料を同時並行的に平坦化するステップと、
(g)少なくとも1つのフィン上のゲート構造体および少なくとも1つのメサ上のゲート構造体を同時並行的にパターニングするステップと、
(h)少なくとも1つのフィン上の前記ゲート構造体および少なくとも1つのメサ上の前記ゲート構造体を同時並行的にエッチングするステップと、
(i)(1)少なくとも1つのメサの頂上のソース・ウェルおよびドレイン・ウェルと、
(2)少なくとも1つのメサの前記ゲートと、
(3)少なくとも1つのフィンの前記ソース領域および前記ドレイン領域と、
(4)少なくとも1つのフィンの前記ゲートと、
(5)相補型デバイスのボディ・コンタクトと
を同時並行的にイオン打ち込みして形成するステップと、
(j)(1)少なくとも1つのメサの頂上のボディ・コンタクトと、
(2)少なくとも1つの相補型デバイス上の少なくとも1つのソース、少なくとも1つのドレイン、または少なくとも1つのゲートと
を同時並行的にイオン打ち込みして形成するステップと、
(k)少なくとも1つのフィンの、露出した半導体表面上および少なくとも1つのメサの、露出した半導体表面上にシリサイドを同時並行的に形成するステップと、
(l)前記ウェーハを酸化膜で封止し前記酸化膜を平坦化するステップと、
(m)(1)少なくとも1つのメサの頂上のゲート、ソース、ドレイン、およびボディ・コンタクト、
(2)少なくとも1つのフィンのゲート、ソース、およびドレイン、
ならびに、
(3)前記ウェーハ上の少なくとも1つの別のデバイス上のボディ・コンタクト
への電気コンタクト群を同時並行的に形成するステップと
を備えている、
上記(26)に記載の方法。
202 単結晶シリコン
204 埋め込み酸化膜
206 窒化膜
208 ハードマスク
306 ゲート酸化膜
402 ゲート材料
404 ゲート・ハードマスク
602 イオン打ち込みレジスト・マスク
604 ゲート材料の一部
606 ソース
607 ドレイン
702 イオン打ち込みレジスト・マスク
708 P+ゲート材料
710 ボディ・コンタクト
805 側壁スペーサ
904 酸化膜
902 電気コンタクト
903 電気コンタクト
1002 電気コンタクト
1004 電気コンタクト
1152 電気コンタクト
1154 電気コンタクト
1202 遮蔽マスク
1301 メサ
1303 フィン
1304 ゲート酸化膜
1402 ゲート材料
1502 ゲート
1504 ゲート
1506 ドレイン領域
1508 側面
1650 酸化膜
1601 電気コンタクト
1602 電気コンタクト
1603 電気コンタクト
1604 電気コンタクト
1607 電気コンタクト
1609 電気コンタクト
1800 ボディ・コンタクト
1801 薄構造体
1802 厚構造体
1810 電気コンタクト
2202 ゲート材料
2204 ゲート酸化膜
2302 酸化膜
2304 電気コンタクト
2306 電気コンタクト
2307 電気コンタクト
2308 電気コンタクト
2310 電気コンタクト
2312 電気コンタクト
2313 電気コンタクト
2314 電気コンタクト
Claims (29)
- 少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタと少なくとも1つの厚ボディ・デバイスとを備えた集積回路チップであって、
前記少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタと前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスとが同時並行的に形成されている、
集積回路チップ。 - 前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスがボディ・コンタクトを備えた厚ボディ・デバイスから成る、
請求項1に記載の集積回路チップ。 - 前記厚ボディ・デバイスが半導体メサの第1の側壁上に垂直方向に縮小した電界効果トランジスタを備え、
前記ボディ・コンタクトが前記半導体メサの反対側の第2の側壁を通してドープされた、前記メサの一部を有する、
請求項2に記載の集積回路チップ。 - 前記厚ボディ・デバイスが、
半導体メサの第1の側壁に設けられ垂直方向に縮小した第1の電界効果トランジスタと、
前記半導体メサの反対側の第2の側壁に設けられ垂直方向に縮小した第2の電界効果トランジスタであって、そのソース、ドレイン、ゲートが前記第1の電界効果トランジスタと位置合わせされた第2の電界効果トランジスタと、
前記2つのソースと前記2つのドレインとの間の半導体の表面に設けられたボディ・コンタクトと
備えている
請求項2に記載の集積回路チップ。 - 前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスが半導体メサの表面にプレーナ型電界効果トランジスタを備えている、
請求項2に記載の集積回路チップ。 - 前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスが半導体メサの表面にプレーナ型電界効果トランジスタを備えている、
請求項1に記載の集積回路チップ。 - 前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスが、同時並行的に形成された異なる種類の厚ボディ・デバイスを含む複数の厚ボディ・デバイスを備えている、
請求項1に記載の集積回路チップ。 - 少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタと少なくとも1つの厚ボディ・デバイスとを備えた集積回路チップを製造する方法であって、
前記方法は、
1つのマスクと該マスクに付随する1つのプロセスを用い、前記少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタおよび前記少なくとも1つの厚ボディ・デバイスを同時並行的に形成する少なくとも1つのステップ
を備えている、
方法。 - さらに、
ハードマスクを装着した半導体基板ウェーハを準備するステップと、
前記半導体基板をパターニングして前記ウェーハ上に少なくとも1つの狭いフィン構造体および少なくとも1つの厚メサ構造体を形成するステップであって、前記フィン構造体は平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備え、前記メサは頂上面ならびに平行な第3の長側壁および第4の長側壁を備えている、ステップと
を備えた、
請求項8に記載の方法。 - さらに、
(a)前記少なくとも1つのフィン構造体を遮蔽マスクで遮蔽するステップと、
(b)前記少なくとも1つのメサ構造体の頂上から前記ハードマスクを、前記遮蔽マスクに対して選択的にエッチング除去するステップと、
(c)前記遮蔽マスクを剥離するステップと、
(d)前記少なくとも1つのメサの頂上、ならびに前記フィン構造体の第1の長側壁および前記フィン構造体の第2の長側壁のうちの一方の上にソース領域およびドレイン領域を同時並行的にイオン打ち込みして形成するステップと、
(e)前記少なくとも1つのメサの頂上、および前記フィン構造体の前記両長側壁の上にゲート酸化膜を同時並行的に成長させるステップと、
(f)前記少なくとも1つのフィン構造体の頂上および両長側壁上、ならびに前記少なくとも1つのメサ構造体の頂上および両長側壁上にゲート材料を同時並行的に堆積するステップと
を備えた、
請求項9に記載の方法。 - さらに、
(a)前記少なくとも1つのフィン構造体上のゲート材料および前記少なくとも1つのメサ構造体上のゲート材料を同時並行的に平坦化するステップと、
(b)前記少なくとも1つのフィン構造体上のゲート構造体および前記少なくとも1つのメサ構造体上のゲート構造体を同時並行的にパターニングするステップと、
(c)前記少なくとも1つのフィン構造体上のゲート構造体および前記少なくとも1つのメサ構造体上のゲート構造体を同時並行的にエッチングするステップと、
(d)前記ウェーハを酸化膜で封止し前記酸化膜を平坦化するステップと、
(e)前記少なくとも1つのメサの頂上に設けられたゲート、ソース、およびドレインへの電気コンタクト、ならびに前記ウェーハ上の少なくとも1つの別のデバイス上に設けられたゲート、ソース、およびドレインへの電気コンタクトを同時並行的に形成するステップと
を備えた、
請求項10に記載の方法。 - (a)半導体基板をエッチングして頂上および側壁を備えた少なくとも1つのフィンならびに頂上および側壁を備えた少なくとも1つのメサ構造体を同時並行的に形成するステップと、
(b)前記少なくとも1つのフィン上および前記少なくとも1つのメサ上にゲート構造体を同時並行的に形成するステップであって、前記ゲート構造体は前記少なくとも1つのフィン上および前記少なくとも1つのメサ上に少なくとも1つのソースおよび少なくとも1つのドレインを形成する領域を画定している、ステップと、
(c)前記少なくとも1つのフィン上および前記少なくとも1つのメサ上の前記各ゲート構造体によって画定された領域にソース領域およびドレイン領域を同時並行的形成するステップと、
(d)前記少なくとも1つのフィンのゲート、ソース、およびドレイン、ならびに前記少なくとも1つのメサのゲート、ソース、およびドレインへの電気コンタクト群を同時並行的に形成するステップと
を備えた、
請求項8に記載の方法。 - 前記製造するステップが、
少なくとも1つのメサの少なくとも1つの側壁上にゲート、ソース、ドレインを形成するステップと、
少なくとも1つのフィンの側壁上にゲート、ソース、ドレインを形成するステップと、
前記厚ボディ・デバイスのボディにボディ・コンタクトを形成するステップと
を備えている、
請求項11に記載の方法。 - 少なくとも1つのメサの少なくとも1つの側壁上にゲート、ソース、ドレインを形成する前記ステップが、
前記メサの2つの側壁の各々の上にゲート、ソース、ドレインを形成するステップと、
さらにメサ・ハードマスクの頂上の形状に忠実に前記ゲートの寸法および形状を整えて2つの側壁ゲートを物理的かつ電子的に互いに接続するステップと
を備えた、
請求項13に記載の方法。 - 前記メサ・ハードマスクの頂上にゲートを形成する前記ステップが、さらに、
前記ゲート材料および前記メサ・ハードマスクを貫通する開口をパターニングしエッチングして形成して前記電界効果トランジスタのボディを露出させるステップ
を備えている、
請求項14に記載の方法。 - ボディ・コンタクトを形成する前記ステップが、
前記ゲートおよび前記メサ・ハードマスクに形成された前記開口を通し前記電界効果トランジスタの露出したボディをドープするステップ
を備えている、
請求項15に記載の方法。 - 前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成する前記ステップが、
少なくとも1つのメサ中に十分深く前記ソース領域および前記ドレイン領域をドープして、前記メサ・ハードマスクに形成された第1の開口を通して第1の電気コンタクトが両ソースと接続し、前記メサ・ハードマスクの頂上に形成された第2の開口を通して第2の電気コンタクトが両ドレインと接続するようにするステップ
を備えている、
請求項14に記載の方法。 - さらに、
前記メサの能動側壁から外方に伸びる部分を有するゲートを形成するステップであって、前記伸ばされたゲートは寸法および形状が調整されて端が広げられ電気コンタクトを受け入れるようにされており、前記広げられた端は埋め込み酸化膜上に存在する、ステップ
を備えた、
請求項14に記載の方法。 - 前記メサに前記ボディ・コンタクトを形成する前記ステップが、
(a)能動メサ側壁の反対側のメサ側壁を通して前記メサをドープするステップと、
(b)前記ドープしたメサの側壁上および前記ボディ・コンタクトの頂上にシリサイドを形成して電気コンタクトとのオーミック接続を可能にするステップと、
(c)前記ボディ・コンタクト上の前記シリサイドへの電気コンタクトと、前記ゲート、ソース、ドレインへの電気コンタクトとを同時並行的に形成するステップと
を備えている、
請求項13に記載の方法。 - 前記ゲートを形成るすステップが、
前記メサの頂上の前記ゲート材料をエッチングして前記メサの頂上を3つの領域すなわちソース、ドレイン、ボディ・コンタクトに分割するステップ
を備えている、
請求項13に記載の方法。 - 前記ボディ・コンタクトを形成する前記ステップが、
前記メサ・ハードマスクを貫通して前記メサのボディに至る開口をパターニングしエッチングして形成するステップと、
前記メサ・ハードマスクに形成した前記開口を通してドープしてボディ・コンタクトを形成するステップと
を備えている、
請求項20に記載の方法。 - 電気コンタクトを形成する前記ステップが、さらに、
少なくとも1つのボディ・コンタクトへの少なくとも1つの電気コンタクトを形成するステップ
を備えている、
請求項11に記載の方法。 - 少なくとも1つの電気コンタクトを形成する前記ステップが、
前記ボディ・コンタクト形成用にドープしたメサの非能動側壁へのオーミック接続によって電気コンタクトを形成するステップ
を備えている、
請求項22に記載の方法。 - 少なくとも1つのボディ・コンタクトへの少なくとも1つの電気コンタクトを形成する前記ステップが、
前記メサの頂上に形成された開口を通る、前記ボディ・コンタクト形成用にドープしたメサへのオーミック接続によって電気コンタクトを形成するステップ
を備えている、
請求項22に記載の方法。 - 前記基板上の少なくとも1つのフィンおよび少なくとも1つのメサを同時並行的にパターニングしエッチングする前記ステップが、
2層ハードマスク上の前記少なくとも1つのフィンおよび前記少なくとも1つのメサをパターニングするステップと、
前記2層ハードマスクの両層を前記基板の半導体層に対して選択的にエッチングするステップと、
前記2層ハードマスクの下層を前記半導体層および上部ハードマスク層に対して選択的に化学エッチングして、下層ハードマスクのフィン厚さを最小リソグラフィ寸法未満にするステップと、
前記ハードマスクの前記上層を前記下層および前記半導体に対して選択的にエッチング除去するステップと、
前記半導体層を前記ハードマスクの前記下層に対して選択的に垂直にエッチングして、少なくとも1つのフィンと少なくとも1つのメサを形成するステップと
を備えている、
請求項11に記載の方法。 - さらに、
(a)少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタのソース、ドレイン、ゲートと、少なくとも1つの厚ボディ・デバイスのソース、ドレイン、ゲートと、少なくとも1つの相補型デバイスのボディ・コンタクトとを同時並行的にドープして形成するステップと、
(b)少なくとも1つの厚ボディ・デバイスのボディ・コンタクトと、少なくとも1つの相補型デバイスのソース、ドレイン、ゲートとを同時並行的にドープして形成するステップと
を備えた、
請求項8に記載の方法。 - 前記方法が単側壁型厚ボディ・デバイスの形成に適合しており、
(a)ハードマスクを装着した半導体基板ウェーハを準備するステップと、
(b)前記半導体基板をパターニングして前記ウェーハ上に少なくとも1つの狭いフィン構造体および少なくとも1つの厚メサ構造体を形成するステップであって、前記フィン構造体は平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備え、前記メサは頂上面ならびに平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備えている、ステップと、
(c)少なくとも1つのフィンおよび少なくとも1つのメサの上に下地形状に忠実にゲート材料を堆積するステップと、
(d)少なくとも1つのフィン構造体上の前記第1の長側壁および前記第2の長側壁の上のゲートと、少なくとも1つのメサ構造体上の前記第1の長側壁の上のゲートとを同時並行的にパターニングするステップと、
(e)少なくとも1つのフィン構造体上のゲートと、少なくとも1つのメサ構造体上のゲートとを同時並行的にエッチングするステップと、
(f)少なくとも1つのフィンの少なくとも1つの長側壁上のソース領域およびドレイン領域と、
少なくとも1つのフィン上のゲートと、
少なくとも1つのメサの少なくとも1つの長側壁上のソース領域およびドレイン領域と、
少なくとも1つのメサ上のゲートと
を同時並行的にドープして形成するステップと、
(g)前記第2の長側壁を通るイオン打ち込みによって、少なくとも1つのメサ中のボディ・コンタクト領域をドープして形成するステップと、
(h)少なくとも1つのフィン型デバイスの半導体表面および少なくとも1つのメサ型デバイスの半導体表面の上にシリサイドを同時に形成するステップと、
(i)前記ウェーハを酸化膜で封止し前記酸化膜を平坦化するステップと、
(j)各フィン型デバイスおよび各メサ型デバイスのゲート領域、ソース領域、ドレイン領域、ボディ・コンタクト領域への電気コンタクト群を同時並行的に形成するステップと
を備えている、
請求項26に記載の方法。 - 前記方法が二重側壁型電界効果トランジスタの形成に適合しており、
(a)シリコン・ウェーハ上の埋め込み酸化膜上の単結晶シリコン層上のTEOS層上に窒化膜キャップ層を備えハードマスクを装着された半導体基板を準備するステップと、
(b)前記窒化層およびTEOS層を同時並行的にパターニングして、厚さが最小リソグラフィ寸法の少なくとも1つのフィン構造体と少なくとも1つのメサとのイメージを形成するステップと、
(c)前記窒化膜キャップを化学的にアンダーカットすることにより、少なくとも1つのフィンの厚さおよび少なくとも1つのメサの厚さを同時並行的に狭めるステップと、
(d)前記窒化膜キャップを同時並行的に剥離するステップと、
(e)前記TEOS層のイメージを前記シリコン層にRIEを用いて転写して、前記基板上に少なくとも1つのフィン構造体および少なくとも1つのメサ構造体を形成するステップであって、前記少なくとも1つのフィン構造体は並行な第1の長側壁および第2の長側壁を備え、前記少なくとも1つのメサ構造体は頂上面ならびに並行な第1の長側壁および第2の長側壁を備えている、ステップと、
(f)少なくとも1つのフィン構造体の長側壁群の中央部上および頂上のゲート誘電体上、ならびに少なくとも1つのメサ構造体の長側壁群の中央部上および頂上のゲート誘電体上にゲートをそれぞれ同時並行的に形成するステップであって、前記ゲート構造体群は少なくとも1つのフィン構造体および少なくとも1つメサ構造体から外方へ伸び前記基板の前記埋め込み酸化膜上に到達している、ステップと、
(g)少なくとも1つのフィン構造体の中へ、ならびに少なくとも1つのメサ構造体の第1の長側壁および第2の長側壁の中へソースおよびドレインをそれぞれ同時並行的にドープして形成するステップであって、前記少なくとも1つのフィン構造体の前記第1の長側壁上の前記ソースおよび前記ドレインは前記フィン・ゲート構造体によって分離されており、前記少なくとも1つのメサ構造体の各長側壁上の前記ソースおよび前記ドレインは前記メサ・ゲート構造体によって分離されており、ゲート群は前記ソース群およびドレイン群と同時並行的にドープして形成し、それにより少なくとも1つのフィン型電界効果トランジスタおよび少なくとも1つの厚ボディ・デバイスを形成する、ステップと、
(h)少なくとも1つの厚ボディ・デバイスの頂上を通してボディ・コンタクトを形成するステップと、
(i)前記ウェーハを酸化膜で封止し前記酸化膜を平坦化するステップと、
(j)前記ゲート群、ソース群、ドレイン群、および少なくとも1つのボディ・コンタクトへの電気コンタクト群を同時並行的に形成するステップと
を備えている、
請求項26に記載の方法。 - 前記方法がメサ・トップへのプレーナ型電界効果トランジスタの形成に適合しており、
(a)ハードマスクを装着した半導体基板ウェーハを準備するステップと、
(b)前記半導体基板をパターニングして前記ウェーハ上に少なくとも1つの狭いフィン構造体および少なくとも1つの厚メサ構造体を形成するステップであって、前記フィン構造体は平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備え、前記メサは頂上面ならびに平行な第1の長側壁および第2の長側壁を備えている、ステップと、
(c)(1)少なくとも1つのフィンを遮蔽マスクで遮蔽し、
(2)前記ハードマスクを前記遮蔽マスクに対して選択にエッチングして少なくとも1つのメサの頂上から除去し、
(3)前記遮蔽マスクを剥離する
ことにより、少なくとも1つのメサの頂上を準備するステップと、
(d)少なくとも1つのメサの頂上および前記フィンの長側壁群の上にゲート酸化膜を同時並行的に成長させるステップと、
(e)少なくとも1つのフィン上および少なくとも1つのメサ上にゲート材料を同時並行的に堆積するステップと、
(f)少なくとも1つのフィン上の前記ゲート材料および少なくとも1つのメサ上の前記ゲート材料を同時並行的に平坦化するステップと、
(g)少なくとも1つのフィン上のゲート構造体および少なくとも1つのメサ上のゲート構造体を同時並行的にパターニングするステップと、
(h)少なくとも1つのフィン上の前記ゲート構造体および少なくとも1つのメサ上の前記ゲート構造体を同時並行的にエッチングするステップと、
(i)(1)少なくとも1つのメサの頂上のソース・ウェルおよびドレイン・ウェルと、
(2)少なくとも1つのメサの前記ゲートと、
(3)少なくとも1つのフィンの前記ソース領域および前記ドレイン領域と、
(4)少なくとも1つのフィンの前記ゲートと、
(5)相補型デバイスのボディ・コンタクトと
を同時並行的にイオン打ち込みして形成するステップと、
(j)(1)少なくとも1つのメサの頂上のボディ・コンタクトと、
(2)少なくとも1つの相補型デバイス上の少なくとも1つのソース、少なくとも1つのドレイン、または少なくとも1つのゲートと
を同時並行的にイオン打ち込みして形成するステップと、
(k)少なくとも1つのフィンの、露出した半導体表面上および少なくとも1つのメサの、露出した半導体表面上にシリサイドを同時並行的に形成するステップと、
(l)前記ウェーハを酸化膜で封止し前記酸化膜を平坦化するステップと、
(m)(1)少なくとも1つのメサの頂上のゲート、ソース、ドレイン、およびボディ・コンタクト、
(2)少なくとも1つのフィンのゲート、ソース、およびドレイン、
ならびに、
(3)前記ウェーハ上の少なくとも1つの別のデバイス上のボディ・コンタクト
への電気コンタクト群を同時並行的に形成するステップと
を備えている、
請求項26に記載の方法。
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