TW274635B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- TW274635B TW274635B TW083109590A TW83109590A TW274635B TW 274635 B TW274635 B TW 274635B TW 083109590 A TW083109590 A TW 083109590A TW 83109590 A TW83109590 A TW 83109590A TW 274635 B TW274635 B TW 274635B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- doped
- doped layer
- manufacturing
- item
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/01—Manufacture or treatment
- H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
- H10D30/025—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of vertical IGFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/01—Manufacture or treatment
- H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
- H10D30/0223—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having source and drain regions or source and drain extensions self-aligned to sides of the gate
- H10D30/0227—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having source and drain regions or source and drain extensions self-aligned to sides of the gate having both lightly-doped source and drain extensions and source and drain regions self-aligned to the sides of the gate, e.g. lightly-doped drain [LDD] MOSFET or double-diffused drain [DDD] MOSFET
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/63—Vertical IGFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/80—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
- H10D84/82—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
- H10D84/83—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
- H10D84/837—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET] comprising vertical IGFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D84/00—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
- H10D84/80—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
- H10D84/82—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
- H10D84/83—Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
- H10D84/85—Complementary IGFETs, e.g. CMOS
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions
- H10D64/27—Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
- H10D64/311—Gate electrodes for field-effect devices
- H10D64/411—Gate electrodes for field-effect devices for FETs
- H10D64/511—Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs
- H10D64/514—Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the insulating layers
- H10D64/516—Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the insulating layers the thicknesses being non-uniform
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
274635 A7 Η:年》月]曰#正/父正/α充· Β7 五、發明説明(,) 發明背景 發明領域 本發明係藺於半導體元件之製造,特別是闞於结合 MOS電晶體之半導體元件的改良製造方法。 相關技術說明 積體電路,CMOS電晶體及理輯閘目前一般藉平面矽製 造技術而形成,其將源極,通道區域及汲極作横向配置 。這種設計所能獲得之閘長依所採用之光平板印刷術之 解析度及结構和調整之公差而定。典型之〇.6/iB閘長可 藉16M殖生達成,而典型之0.35ϋ π閘長可用64M殖生達成。 鑑於M0S電晶體之電性質及於複雜理輯電路上特別需 要之高填裝密度,進一步縮小横向通道長度是需要的。 於這些設計上,許多η -通道及p -通道電晶體必須互相絕 緣且互相連接。為了達成進一步之縮小,改良光平板印 刷術及塗漆與蝕刻技術是需要的。由於光平板印刷術之 有限解析度及因這些製程的结構與調整上之公差而日增 的問題,具有低於l〇〇nm通道長之電晶體是否能藉這些 製程可靠地製成是令人懷疑的。再者,縮小横向通道長 度之结果導致M0S電晶體之電性質改變,此種改變必須 藉將雜質注入通道區域及增加源極/汲極结構設計之複 雜度予Μ補償。當用電子束平板印刷術替代光學平板印 刷術時可藉平面技術達成較小结構。製造個別的•弈能 性的具有通道長縮短到50πβ之M0S電晶體巳在實驗室级 上藉電子束印刷器達成。但是,因電子束平板印刷術製 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ---------餐------1Τ------.it (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梯準局男工消费合作社印製 ^74635 A7 B7 五、發明説明(> ) 程動作緩慢,故在作大量生產半導髓時不經濟不適合。 在1980年代(請參閲,臀如,F.E. Holmes et al., Solid State Electronics, 17(1974), ρρ· 791 ff)曾 提出製造垂直電晶體之所謂V-MOS技術M作為上述製程 之另一替代製程。這些元件之源極,通道區域及汲極成 垂直層予生成於基片上。閘介電體及W電極區域形成在 具有V -型輪睇之溝的表面上。因此能製出具有通道長度 短於在當時之平板印刷術(lithography)所容許之長度 之電晶體。這種規劃和平面製造方法相較在理輯設計和 發展上並無多大意義,因為僅縮短這些電晶體之通道長 度會在整體電路上產生大量之寄生電容。 在DRAM記憶體之發展上,德卅儀器公司(Texas Instruments)(請參閱,臀如,W.F. Richardson et , al., IDEM Dig. Tech. paper(1985), pp. 714-717)曾 提出將電晶體及電容器垂直整合於所謂”溝電晶體室” (trench tran sister cell)内之製程。這種設計所規劃 之電晶體含有約鈒之通道長度。但是僅溝中的電容 器配置随後普及於記憶體之發展中。 於W.Kiunke, 1992, pp. 2-3之論文引介中曾提出使 用分子束晶膜成長術可能性之概述。於分子束晶膜成長 術上,具有一個原子層等级之最小厚度的均匀層可在控 制的方式下製造。在添加含氣體雜質之晶膜成長階段時 在原地可注入範圃達1 0 14 c ar3到1 0 20 c nr3之雑質澹度。 垂直CMOS反相器之規劃案係作為應用例而提出討論。此 -4- 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ---------ά------IT-----!.ii (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 五、發明説明 ( ) 1 1 規 劃 之 反 相 器 在 基 片 上 形 成 台 地 (η e s a ) 结 構 〇 此 台 地 结 1 1 I 構 包 含 具 有 垂 直 側 壁 之 η ρ η ρ η ρ 層 之 顚 序 〇 這 些 層 之 所 有 1 1 垂 直 側 壁 在 一 側 上 設 置 有 閘 介 電 體 及 閘 電 極 0 該 閘 電 極 -ν 請 1 1 僅 靠 閘 介 電 體 而 與 基 片 絕 緣 ♦ 因 此 這 種 結 構 顯 示 有 很 多 W 讀 1 背 1 寄 生 電 容 0 之 1 本 發 明 對 這 些 已 知 之 已 往 半 導 體 製 造 技 術 加 以 改 良 並 注 意 1 事 1 提 出 一 種 進 步 技 術 y 一 種 能 可 靠 地 製 造 更 小 之 M0S 電 晶 項 再 體 结 構 之 製 造 半 導 體 之 方 法 〇 本 發 明 係 關 於 製 造 通 道 長 4 本 \ 1 限 足 低 於 50 η η 範 圍 之 M0S 電 晶 體 的 製 造 方 法 〇 特 別 是 1 頁 1 1 本 方 法 適 用 於 製 造 小 巧 高 速 之 埋 輯 閘 0 1 1 發 明 概 述 1 1 本 發 明 係 於 基 片 如 矽 晶 圓 > 之 主 表 面 上 生 成 源 極 端 1 訂 面 區 域 0 此 源 極 端 面 區 域 能 形 成 於 δ夕 晶 圓 之 主 表 面 上 Μ 1 形 成 連 續 之 摻 雜 層 (d 0 P e d 1 a y er)及摻雜凹井(do p e d 1 I we 11 )兩者c 另外, 也能採用S 0 I 基片作為基片 這種 1 I 設 計 含 有 一 矽 晶 圓 » 在 5夕 晶 圓 上 之 絕 緣 層 及 配 置 於 該 絕 1 f 緣 層 上 之 單 晶 矽 層 〇 源 極 端 面 區 域 位 於 單 晶 矽 層 上 0 為 線 I 了 達 成 最 高 填 裝 密 度 » 其 四 周 Μ 絕 緣 溝 圍 繞 〇 1 1 俟 形 成 源 極 端 面 區 域 後 ( 具 有 第 1 開 孔 之 絕 緣 層 加 於 1 1 主 表 面 之 整 個 面 〇 源 極 區 域 之 其 後 表 面 在 第 1 開 P 内 未 1 I 受 覆 蓋 〇 至 少 含 有 M0S 電 晶 體 之 通 道 區 域 及 汲 極 區 域 及 1 1 最 好 另 外 含 有 源 極 區 域 之 垂 宜 層 序 藉 晶 膜 成 長 摻 雜 半 導 1 | 體 材 料 而 生 成 於 第 1 開 孔 内 〇 當 層 序 僅 包 含 通 道 區 域 及 1 汲 極 區 域 時 源 極 端 面 區 域 也 -5 作 為 源 極 區 域 〇 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
^4635 A7 B7
五、發明説明 ( ) I I 所 有 晶 膜 成 長 法 皆 適 用 於 產 生 垂 直 層 序 〇 此 層 序 最 好 I I I 藉 分 子 束 晶 膜 成 長 術 產 生 » 藉 此 晶 膜 成 長 術 可 產 生 特 別 I I 薄 之 層 〇 另 外 也 藉 選 擇 性 晶 膜 成 長 術 生 成 » 特 別 在 用 請 先 I S 1 H2 C 1 2 氣體之RTP -CVD (快 速 熱 處 理 -化學 蒸 箸 ) 閱 讀 I 背 I (R a p i c The Γ 19 a 1 P Γ 0 c e s s i ng -Che mi c a 1 V a P 0 I Λ D e ρ 〇 s it ion) 面 之 I 製 程 上 * 藉 此 製 程 注 入 適 宜 之 雜 質 氣 體 作 原 地 摻 雜 〇 當 i I I 事 I 採 用 非 選 擇 性 之 方 法 生 成 層 序 時 半 導 體 材 料 生 成 於 源 項 再 I | 極 端 面 區 域 之 表 面 及 絕 緣 層 之 表 面 兩 處 〇 半 導 體 材 料 Μ 填 寫 本 I Λ 單 晶 形 成 於 源 極 端 面 ί总 域 之 表 面 而 Μ 複 晶 形 成 於 絕 緣 層 頁 >W<· I I 之 表 面 〇 此 複 晶 半 導 體 層 随 後 視 單 晶 罾 之 结 構 而 可 作 選 I I 擇 性 之 去 除 〇 探 用 選 擇 性 晶 膜 成 長 術 具 有 省 掉 蝕 刻 步 驟 I I 之 優 點 〇 I 訂 之 後 於 層 序 上 形 成 第 2 開 孔 〇 此 第 2 開 孔 之 深 度 至 少 I 相 當 於 汲 極 區 域 及 通 道 區 域 ♦ 及 潛 在 地 1 源 極 區 域 之 厚 I I 度 之 和 〇 閘 介 電 體 生 成 於 第 2 開 孔 之 表 面 而 閘 電 極 生 成 I I 於 此 閘 介 電 體 上 0 當 HOS 電 晶 體 運 作 之 際 一 導 電 性 通 道 I I 在 通 道 區 域 内 沿 著 第 2 開 孔 之 表 面 形 成 〇 藉 這 種 方 法 能 線 I 製 出 具 有 良 好 電 性 質 之 M0S 電 晶 髖 1 因 為 第 2 開 孔 位 於 I I 全 無 晶 格 缺 陷 之 層 结 構 内 部 〇 I I 瑄 種 製 造 方 法 適 用 於 構 成 具 有 兩 個 相 互 有 Μ 之 互 補 電 I I 晶 體 之 反 相 器 0 為 達 此 巨 的 1 具 有 適 宜 摻 雜 之 層 序 形 成 I I 於 第 1 開 孔 内 〇 形 成 電 路 上 之 源 極 / 汲 極 區 域 之 層 注 入 I I 高 濃 度 雜 質 並 堆 積 成 厚 度 為 50 -200 n m 之 層 〇 形 成 電 路 上 I 之 通 道 15¾ 域 之 層 注 入 10 17 至 -6 10 18 cm -彐 範 圍 之 低 濃 度 雜 質 I I I I I I 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局負工消費合作社印聚 A7 _B7 五、發明説明(文) 並生成10-200nn,最好50-100nn之厚度。這些層之厚度 相當於對應MOS電晶體之通道長。 層的厚度配合第1開孔之深度使層序终止於幾乎完全 和絕緣層之表面成同一之平面上特別有利。藉此K形成 平面结構。提供形成少於或等於lO^cnr3雜質注入濃度 之通道區域之這些層,及形成大於或等於lO^cir3雑質 注入濃度之源/汲極區域之這些層特別期望;同時採用 在700-800C之熱氧化以形成閘介電體最為有利。當和 作為通道區域之較低摻雜濃度之層比較時,此較高摻雜 澹度區域之閘介電體因此形成約有5倍大之厚度。在源 極/汲極區域之表面上之閘介電體之較大厚度遂減少重 叠之電容量。 本發明之另外特激及優點將由下面參照附圖對最佳實 例,所作之詳细說明而可明白。 圖式簡述 圖1表源極端面區域及具有開孔之絕緣層之基)=!。 圖2表示於絕緣層之開孔内形成層结構後之基片。 圖3表示形成層結構之垂直M0S電晶體。 圖4表示垂直M0S電晶體之俯視圖。 龎5表示形成層結構之垂直反相器。 圖6表示反相器之電路示意圖。 最佳實例詳述 圖1表示本發明之最佳實例,其内具有源極端面區域 2之M0S電晶體生成於P -摻雜,單晶矽之基片1之主表 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(21〇X297公釐) ---------------,1T----— /-^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 274635 A7 B7 五、發明説明(b ) 面上。該源極端面區域之Π + -摻雜。源極端面區域2被 注入P , Sb或As且具有約lO^c*·3之雜質注人濃度。源 極端面區域2能形成為埋鑛之層或凹井兩者之一。 絕緣層3 ,如S〖02 ,被加上俾覆篕源極端面區域2 之表面。此係藉堆積或氣化形成厚度約200nmW達成。 第1開孔4係藉平板印刷術形成於絕緣層3上。舉個例 說,第1開孔4可藉各向異性蝕刻而形成。源極端面區 域2之表面曝露在第1開孔4之區域内。 全然填滿第1開孔4並形成全然和絕緣層3成同一平 面之表面層结構,最好藉選擇性晶膜成長而形成於第1 開孔4内。溫度範圍在400到70〇υ之間及壓力範圍在 O.lmbar到lOrobar間之分子束晶膜成長法或以SiH2 C1 2 氣體作為流程氣體之R T P - C V D法特別適用於選擇性晶膜 成長。形成層序之層的摻雜在進行晶_成長時藉將含氣 體雜質加於流程氣體而於原地進行。特別是加上A s Η 3 , S b Η 3或Ρ Η 3以形成η -摻雜層。而生成ρ -摻雜層則加上 Β 2 Η 6 ° 經濟部中央標準局MC工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1層5在第1開孔4内生成於源極端面區域2之表 面上。第1層5為η+-摻雜,其係被注入雜質濃度約為 IO^ciT3之Sb或As。第1層5如圖2所示那樣,生成為 厚度約為50nm之層。第2層生成於第1層5上,此第2 層6當進行晶膜成長之際藉於原地加上B2H6 Μ形成P-摻雜。第2層6具有摻雜濃度約為lO^cm-3及厚度約為 5〇nm。第2層6形成通道區域。形成汲極區域之第3層 -8 - 本紙張尺度逍用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 2746SS at B7五、發明説明(7 ) 7生成於第2層6上。第3層7為具有摻雜灃度約為 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 。r 步 構第開圖 介厚係極 聚摻成 2 俾晶道之00 長形 W 结,2如 閘成數源 器+_形域 U2電通 SIJ7 成1711115第好 成形因及 相n+6區1^域$之501 膜之層。最。生上個面 反為層面 區M0體到 〇 SWH641 成 8 成M面 5 表+_。2端03面。晶低40 行 孔第而孔而化表為之n+10第極mM端置電度在 進。W 開由刻開刻氧之高 7 。用極之源 U 極配 S 厚圍 當#°1 於蝕 2 蝕藉 6 度層容係電雜及is源之M0小範 7 ’第,時上第上下層厚 3 電隙閘摻 於直。最度 層彡15滿嫌構。面度 2 ,第«間為P-層 Θ 成垂定有溫 形 _ 相 3 ^ 填步结 5 表溫第間,重餘成為 1ί 生線限具用 Μ1 互 第 全刷層層之之在期 5 少剰形.,第 係直所。採 此¾¾完印之 1 域圍使這層減之即域之— 5 一 圍定或 。g«成板成第區範定於 1 以内矽區域#ϊ層成範限法 器^¥形平組入面^設。第此 8 聚極區-ίι 極之所長 流厚 ο相 Λ、、之,行所進端00之體之如孔雜汲極 + 第汲 0〇 度成反πίβ 示進 7 伸極118間電度。開摻成源sη。 及孔厚膜 + go 所當層延源oi時介濟面 2+ 形成 W 域道開之晶 CH1283 少在 7 化之雜表第 C7 形 β 區通 26 束 之 Α 為圖孔第至樣為氧 Ε 摻之在此層 .,Μ 極,第層子 η 區 -3將約如開及須那在 。5!1高域 ,。3 域-U源極被 2 分 CID藉度 ,26 必示著 9 為在區後填第區一 效源寬第藉 每 20時厚 7 第層 8 所接體約成面之充之道 有保之被可 10驟成層 2 孔 3 電度形端 矽雜通,之確體長層 ------------------ΐτ-------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐) A7 274635 B7 五、發明説明(S ) 之間及®力範園在O.lnbar到lOrabar之間之RTP-CVD法製 成。這種層的厚度為依本發明能製作之通道長之下限。 於絕緣暦3 ,第3層7 ,及形成閘電極10之聚矽充填 物之整個表面上生成絕緣層11。於絕緣層11上開孔通到 閘電極10及作為汲極區域之第3層7 ,該孔並充填有金 顧化物12。源極端面區域2 ,譬如藉填充有金颶化物之 深植通孔而與第1開孔4接觸,該金鼷化物穿通絕緣層 11及絕緣層3 。當M0S電晶體運轉期間,源極端面區域2 係接至供給電壓VSS,第3層7係接至供給電壓,及 閘電極10係接至閘電極G 。 圖4表示參照圖3說明之M0S電晶體之平面圖。圖3 表示圖4之M-M處之斷面。於本例裡,填充有層结構 之開孔4之尺寸為1.2t/mX2.2//m。限定電晶體寬度之 第2開孔具有0.8/1/111乂〇.8/[/1〇之尺寸。在作為汲極區域 之第3層7上通孔及閘電極10具有約為0.4WmX 0.4// m 之横斷面,第2開孔8之横斷面如圖4之虛線所示。 源極端面區域22形成在,譬如,由圖5所示之P-摻雜 ,單晶矽所組成之基H21之主表面上以製作反相器。源 極端面區域22係為具有10 2Q cm3源極區域濃度之n + -摻 雜。源極端面區域22可形成為連鱭之層或為凹井(well ) 。源極端面區域22最好由擴散形成。 由,譬如,係Si02所形成且具有厚度,譬如係350nm 之絕緣層23係加於源極端面區域22之整個表面。第1開 孔24設於絕緣層23上。第1開孔24用平板印刷術,譬如 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) '^------,-ιτ-----'4 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(9 ) ,藉各向異性(C^isot「opic)蝕刻而生成。源極端面區域 22之表面在第1開孔24内曝露。 全然填滿第1開孔24之矽曆结構係藉選擇性晶膜成長 法而生成於第1開孔24内。進行選擇性晶膜成長法如利 用溫度範圍在400-700D及壓力範園在0.1到lOmbar之 SiH2 Cl2氣體之RTP-CVD晶膜成長俾主要在矽之表面上 生成矽而在絕緣層23之表面上沒有矽生成。這些層係藉 加上適宜之雜質氣體而於原地堆積雜質。 形成源極區域之第1層25生成於源極端面區域22之表 面上之第1開孔24内,此第1開孔24為具有雜質澹度約 為lOWcra·3之n + -摻雜。第1層25生成之厚度約為50-lOOnm。為P -摻雜且具有厚度約為50ηιπ之第2層26係生 成於第1層25上。第2層26形成反相器之通道區域。第 2層2 6具有約為1 0 18 c nr3之雜質濃度。為η + -摻雜且具 有雜質濃度約為lOWcnr3和厚度約為50-lOOnni之第3層 27生成於第2層26上。為p + -摻雜且具有雜質濃度約為 ΙΟ20^-3和厚度約為50-100nm之第4層28生成於第3層 27上。為η-摻雜且具有雜質濃度約為lO^cnf3和厚度约 為50nm生成於第4層28上。第5層29形成為已完成之反 相器之通道區域。 為P + -摻雜且由約為ΙΟ20^·3之雜質澹度堆積而成並 具有厚度約為50-100nm之第6層30生成於第5層29上。 第6層30全然和絕緣層23之表面齊平。 當進行平板印刷術之際至少延伸進入第1層25之第2 -11- 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ---------1^------IT-----!# (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 274635 經濟部中央標準局負工消費合作社印聚 五、發明説明 C ) 1 1 1 開 孔 3 1 形 成 於 由 第 1 層 25 1 第 2 層 26 , 第 3 層 27 1 第 4 1 1 I 暦 28 * 第 5 層 29 及 第 6 曆 30所 組 成 之層 结 構 内 〇 該 第 2 I 1 開 孔 3 1 最 好 係 延 伸 到 源 極 端 面 區 域 22之 表 面 上 〇 />-v 請 1 1 之 後 » 進 行 氧 化 最 好 係 在 700- 8 0 0它溫度下, 以沿 閲 讀 1 背 1 著 第 2 開 孔 3 1 之 表 面 形 成 閘 介 電 體 32 〇 氧 化 時 間 之 設 定 Λ 之 1 使 第 2 層 26 及 第 5 層 29 之 層 厚 形 成 約5 η 該第2 層2 6 注 意 1 事 1 及 第 5 層 29係 各 白 形 成 為 反 相 器 内 之通 道 區 域 〇 由 於 雜 項 再 1 瑁 濃 度 之 不 同 t 在 高 摻 雜 之 第 1 層 25 , 第 3 層 27 * 第 4 填 寫 本 1 Λ 層 28 • 第 6 層 30 之 表 面 及 在 源 極 端 面區 域 22 之 表 面 上 因 頁 *—^ 1 I 此 產 生 約 為 5 倍 之 層 厚 〇 同 時 t Si 0 2層係形成於在第 1 I 2 開 孔 3 1 外 側 之 第 6 層 30 之 表 面 » 為清 楚 起 見 9 圖 5 未 1 1 示 出 Si 0 2層( )第2 開孔3 1内之剩餘間隙係充填η -摻 1 訂 雜 聚 矽 俾 形 成 閘 電 極 33 〇 1 譬 如 為 Si 02之絕緣層34形成於絕緣層23, 第6 層30 1 1 及 閘 電 極 33 之 表 面 上 〇 延 伸 到 第 4 層28 之 表 面 之 第 3 開 1 I 孔 穿 過 絕 緣 層 3 4 第 6 層 30及 第 5 層29 而 形 成 〇 第 3 開 1 孔 35 之 側 壁 設 置 有 絕 AJL 緣 間 隔 件 36 〇 絕緣 間 隔 件 36係 藉 * 線 I 譬 如 t 堆 積 薄 S i 0 7 層及然後對該S i 0 2 層 施 予 各 向 異 性 1 1 蝕 刻 而 形 成 〇 第 3 開 孔 35被 充 填 金 靨化 物 Μ 形 成 輸 出 接 1 1 點 37 〇 閘 電 極 33 上 之 通 孔 開 於 絕 緣 層34裡 並 有 金 靨 化 物 1 I Μ 形 成 輪 入 接 點 36 〇 延 伸 到 第 6 層 30之 表 面 之 另 外 通 孔 1 1 開 於 絕 緣 層 34上 並 有 金 圈 化 物 Μ 形 成第 1 供 給 電 壓 V 1 | 之 接 點 39 〇 源 極 端 面 區 域 22係 在 teal 圓 5所 示 之 外 側 與 充 填 1 1 有 金 鼷 化 物 之 絕 緣 層 34及 絕 緣 層 23 之通 孔 接 觸 〇 此 源 極 1 1 I -12- 1 1 1 本紙張尺度逋用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央橾準局貞工消费合作社印製 ^74635 at B7 五、發明説明(π ) 端面區域22在運轉之際係接至第2供給電壓VDD。 源極端面區域22,第1層25,第2層26及第3層27埋 同閜介電體32及閘電極33形成匾6所示之反相器之η-通 道MOS電晶體N 。於N -通道電晶體N,第2層26作為通 道區域,而源極端面區域22及第1層25偁作為源極及第 3層27作為汲極。第4層28,第5層29,第6層30,閘 介電體32及閘電極33係形成圖6所示之反相器之P -通道 MOS電晶體P 。第5層29因此係作為通道區域而第4層 28作為源極端面區域及第6層係作為汲極區域。第4層 27經通道效應或接點35而接至第5層28,前述接點35凸 起於具有雜質濃度為lO^cm·3之n + -摻雜區域及P + -接 雜區域之間,因此輸出接點38也經由第4層28,而接於 第3層27。輸人信號Vin經由輸入接點38而加於反相器 ,輸出信號由輸出接點37輸出。 利用本發明之製造方法可用簡單之方式構成圓形振潘 器,其係將多數之反相器接鄰配置,多數之開孔邊連邊 設置及分別將反相器之輸出接點接至下一個反相器之輸 入接點。 本發明可作許多细部變更,修改及改變。本說明書敘 述及附圈所示之所有事件僅用為說明而已。因此,本發 明係僅受申請專利範園各項及精神所限制。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) --------;-裝------訂-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Claims (1)
- as 斧t a、曰修土/人& / 先 C8 D8 六、申請專利範圍 第83 109590號「製造具有至少一金氣半電晶鳍之積g 電路的方法」專利案 (84年8月修正) 巧申請專利範圍 1. 一種製造半導體元件之方法,包含下列步驟: '於基片上生成源極端面區域; 於源極端面區域上堆積第1絕線層; 於第1絕緣層上設置第1開孔而曝露源棰端s Ε ί或 之表面; 於源極端面區域之表面以原地摻雜法藉半胃|g # g 之晶膜成長而堆積第1摻雜層; 於第1摻雜層上以原地摻雜法藉半導體材料;^M 成長而堆積第2摻雜層; 於第2摻雜層上以原地摻雜法藉半導體材料之晶膜 成長而堆積第3摻雜層; 第1、第2及第3摻雜層所形成之垂直層序中各層 均至少包含金氣半電晶體之一通道區域及一汲極區域; 於第3摻雜層上設置第2開孔,此第2開孔至少延 伸進入前述第1摻雜層; 於第2開孔之内面堆積一介電髏; 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 __I----Μ ^--^1 I----訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用摻雜多晶矽充填第2開孔以形成閘電極; 將第2絕緣層堆積於摻雜多晶矽上; 設置電接點於第3摻雜層; 設置電接點於閘電極,·及 設置電接點於源極端面區域。 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 5 3 64- 7 ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 2. 如申請專利範圍第1項之製造半導體元件之方法,其 中堆積該第3摻雜層之步驟包括將該第3摻雜層堆積 高到其頂部表面實質上和第1絕緣層之表面一致。 3. 如申請專利範圍第1項之製造半導體元件之方法,其 中生成源極端面區域之步驟包括形成摻雜凹井。 4. 如申請專利範圍第3項之製造半導體元件之方法,其 中生成源極端面區域之步驟包括形成連缠之摻雜層。 5. 如申請專利範圍第1項之製造半導體元件之方法,其 中堆積第1 ,第2及第3摻雜層之步驟,每一步驟皆 含有藉分子束晶膜成長法以堆積摻雜層之步驟。 6. 如申請專利範圍第5項之製造半導體元件之方法,其 中堆積第1 ,第2及第3摻雜層之步驟,每一步驟皆 包括藉選擇性晶膜成長法以堆積摻雜層之步驟。 7. 如申請專利範圍第5項之製造半導體元件之方法,其 中藉分子束晶膜成長之堆積摻雜層之步驟在溫度為 400到700 T:之範圍及壓力為0.1mba「到10mbar之範圍 下進行。 8. 如申請專利範圍第6項之製造半導體元件之方法,其 中藉選擇性晶膜成長以堆積摻雜層之步驟為用 S i Η 2α 2氣體之RTP-CVD製程進行,溫度範圍在400至 7001C,壓力範圍在0.1至lOrabar 。 9. 如申請專利範圍第6項之製造半導體元件之方法,其 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2丨0X 297公釐) ---------A-------IT (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) ^4635 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 中藉選擇性晶膜成以堆積摻雜層之步驟為用SiH + 之RTP-CVD製程進行,溫度範圍在400至700 1C,壓力範 圍在 0.1 至 lOmbar* 。 10.如申請專利範圍第1項之製造半導體元件之方法, 其中第1摻雜層具有和第2摻雜層相反之極性。 ---------Η-------訂------t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4340967A DE4340967C1 (de) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | Verfahren zur Herstellung einer integrierten Schaltungsanordnung mit mindestens einem MOS-Transistor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW274635B true TW274635B (zh) | 1996-04-21 |
Family
ID=6503928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW083109590A TW274635B (zh) | 1993-12-01 | 1994-10-15 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5443992A (zh) |
| EP (1) | EP0656647B1 (zh) |
| JP (1) | JP3851360B2 (zh) |
| KR (1) | KR950021772A (zh) |
| DE (2) | DE4340967C1 (zh) |
| TW (1) | TW274635B (zh) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2154357C (en) * | 1993-02-04 | 2004-03-02 | Kevin A. Shaw | Microstructures and single-mask, single-crystal process for fabrication thereof |
| DE4417150C2 (de) * | 1994-05-17 | 1996-03-14 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung einer Anordnung mit selbstverstärkenden dynamischen MOS-Transistorspeicherzellen |
| US5872374A (en) * | 1996-03-29 | 1999-02-16 | Motorola, Inc. | Vertical semiconductor device |
| US5929476A (en) | 1996-06-21 | 1999-07-27 | Prall; Kirk | Semiconductor-on-insulator transistor and memory circuitry employing semiconductor-on-insulator transistors |
| DE19653107C2 (de) * | 1996-12-19 | 1998-10-08 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung einer Speicherzellenanordnung |
| DE19711482C2 (de) * | 1997-03-19 | 1999-01-07 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines vertikalen MOS-Transistors |
| US5864158A (en) * | 1997-04-04 | 1999-01-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Trench-gated vertical CMOS device |
| US6072209A (en) | 1997-07-08 | 2000-06-06 | Micro Technology, Inc. | Four F2 folded bit line DRAM cell structure having buried bit and word lines |
| US6150687A (en) | 1997-07-08 | 2000-11-21 | Micron Technology, Inc. | Memory cell having a vertical transistor with buried source/drain and dual gates |
| US6191470B1 (en) | 1997-07-08 | 2001-02-20 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor-on-insulator memory cell with buried word and body lines |
| US5907170A (en) | 1997-10-06 | 1999-05-25 | Micron Technology, Inc. | Circuit and method for an open bit line memory cell with a vertical transistor and trench plate trench capacitor |
| US6066869A (en) | 1997-10-06 | 2000-05-23 | Micron Technology, Inc. | Circuit and method for a folded bit line memory cell with vertical transistor and trench capacitor |
| US6528837B2 (en) * | 1997-10-06 | 2003-03-04 | Micron Technology, Inc. | Circuit and method for an open bit line memory cell with a vertical transistor and trench plate trench capacitor |
| US6177299B1 (en) | 1998-01-15 | 2001-01-23 | International Business Machines Corporation | Transistor having substantially isolated body and method of making the same |
| US6069390A (en) | 1998-01-15 | 2000-05-30 | International Business Machines Corporation | Semiconductor integrated circuits with mesas |
| US6025225A (en) | 1998-01-22 | 2000-02-15 | Micron Technology, Inc. | Circuits with a trench capacitor having micro-roughened semiconductor surfaces and methods for forming the same |
| US6304483B1 (en) | 1998-02-24 | 2001-10-16 | Micron Technology, Inc. | Circuits and methods for a static random access memory using vertical transistors |
| US6242775B1 (en) * | 1998-02-24 | 2001-06-05 | Micron Technology, Inc. | Circuits and methods using vertical complementary transistors |
| US6097242A (en) | 1998-02-26 | 2000-08-01 | Micron Technology, Inc. | Threshold voltage compensation circuits for low voltage and low power CMOS integrated circuits |
| US5991225A (en) | 1998-02-27 | 1999-11-23 | Micron Technology, Inc. | Programmable memory address decode array with vertical transistors |
| US6124729A (en) | 1998-02-27 | 2000-09-26 | Micron Technology, Inc. | Field programmable logic arrays with vertical transistors |
| US6492232B1 (en) | 1998-06-15 | 2002-12-10 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing vertical semiconductor device |
| US6208164B1 (en) | 1998-08-04 | 2001-03-27 | Micron Technology, Inc. | Programmable logic array with vertical transistors |
| US6134175A (en) | 1998-08-04 | 2000-10-17 | Micron Technology, Inc. | Memory address decode array with vertical transistors |
| US6500744B2 (en) | 1999-09-02 | 2002-12-31 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming DRAM assemblies, transistor devices, and openings in substrates |
| KR100422412B1 (ko) * | 2001-12-20 | 2004-03-11 | 동부전자 주식회사 | 수직 실리콘-온-인슐레이터 구조의 원통형 트랜지스터 및그 제조 방법 |
| US7071519B2 (en) * | 2003-01-08 | 2006-07-04 | Texas Instruments Incorporated | Control of high-k gate dielectric film composition profile for property optimization |
| US6913959B2 (en) * | 2003-06-23 | 2005-07-05 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device having a MESA structure |
| US8618600B2 (en) * | 2008-06-09 | 2013-12-31 | Qimonda Ag | Integrated circuit including a buried wiring line |
| CN109326595B (zh) | 2017-07-31 | 2021-03-09 | 联华电子股份有限公司 | 半导体元件及其制作方法 |
| CN116230763B (zh) * | 2022-03-18 | 2024-03-15 | 北京超弦存储器研究院 | Mos管、存储器及其制作方法 |
| WO2023173679A1 (zh) * | 2022-03-18 | 2023-09-21 | 北京超弦存储器研究院 | 晶体管及其制作方法、存储器、电子设备 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4412868A (en) * | 1981-12-23 | 1983-11-01 | General Electric Company | Method of making integrated circuits utilizing ion implantation and selective epitaxial growth |
| EP0098111B1 (en) * | 1982-06-24 | 1989-08-09 | Harris Semiconductor Patents, Inc. | Vertical igfet device and method for fabricating same |
| US4740826A (en) * | 1985-09-25 | 1988-04-26 | Texas Instruments Incorporated | Vertical inverter |
| US4788158A (en) * | 1985-09-25 | 1988-11-29 | Texas Instruments Incorporated | Method of making vertical inverter |
| US4824797A (en) * | 1985-10-31 | 1989-04-25 | International Business Machines Corporation | Self-aligned channel stop |
| US5072276A (en) * | 1986-10-08 | 1991-12-10 | Texas Instruments Incorporated | Elevated CMOS |
| US5164325A (en) * | 1987-10-08 | 1992-11-17 | Siliconix Incorporated | Method of making a vertical current flow field effect transistor |
| US4992838A (en) * | 1988-02-29 | 1991-02-12 | Texas Instruments Incorporated | Vertical MOS transistor with threshold voltage adjustment |
| US4942445A (en) * | 1988-07-05 | 1990-07-17 | General Electric Company | Lateral depletion mode tyristor |
| US4951102A (en) * | 1988-08-24 | 1990-08-21 | Harris Corporation | Trench gate VCMOS |
| JPH0266969A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-07 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
| US4994871A (en) * | 1988-12-02 | 1991-02-19 | General Electric Company | Insulated gate bipolar transistor with improved latch-up current level and safe operating area |
| MY107475A (en) * | 1990-05-31 | 1995-12-30 | Canon Kk | Semiconductor device and method for producing the same. |
| US5240865A (en) * | 1990-07-30 | 1993-08-31 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming a thyristor on an SOI substrate |
-
1993
- 1993-12-01 DE DE4340967A patent/DE4340967C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-15 TW TW083109590A patent/TW274635B/zh not_active IP Right Cessation
- 1994-11-01 US US08/332,733 patent/US5443992A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-09 EP EP94117699A patent/EP0656647B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-09 DE DE59407691T patent/DE59407691D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-30 JP JP32172394A patent/JP3851360B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-12-01 KR KR1019940032395A patent/KR950021772A/ko not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0656647B1 (de) | 1999-01-20 |
| DE59407691D1 (de) | 1999-03-04 |
| JP3851360B2 (ja) | 2006-11-29 |
| EP0656647A1 (de) | 1995-06-07 |
| DE4340967C1 (de) | 1994-10-27 |
| KR950021772A (ko) | 1995-07-26 |
| US5443992A (en) | 1995-08-22 |
| JPH07202216A (ja) | 1995-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW274635B (zh) | ||
| Malhi et al. | Characteristics and three-dimensional integration of MOSFET's in small-grain LPCVD polycrystalline silicon | |
| TW434697B (en) | Semiconductor wafer, manufacture thereof, semiconductor device and manufacture thereof | |
| US5712496A (en) | MOS Poly-Si thin film transistor with a flattened channel interface and method of producing same | |
| TW578201B (en) | Semiconductor device having patterned silicon on insulator structure and method for manufacturing semiconductor device | |
| US4918503A (en) | Dynamic random access memory device having a plurality of one transistor type memory cells | |
| TW449862B (en) | Field-shield-trench isolation for gigabit DRAMS | |
| TW417298B (en) | Non-volatile semiconductor device and its fabricating method | |
| TW212851B (zh) | ||
| JPS5917285A (ja) | 複数の縦型絶縁ゲ−ト電界効果トランジスタを有する集積回路とその製造法 | |
| US6451662B1 (en) | Method of forming low-leakage on-chip capacitor | |
| JP2004128446A (ja) | 薄膜メモリ、アレイとその動作方法および製造方法 | |
| TW413937B (en) | Ultra compact DRAM cell and method of making | |
| TW444384B (en) | Semiconductor device | |
| TW474006B (en) | Permanent semiconductor memory-cell and its production method | |
| TW488036B (en) | Self-aligned buried strap for vertical transistors | |
| TW304286B (zh) | ||
| JPH06125054A (ja) | メモリセル及びその製造方法 | |
| US7863133B2 (en) | Oxide epitaxial isolation | |
| TW411548B (en) | Semiconductor device having metal silicide film and manufacturing method thereof | |
| JPS63128750A (ja) | 半導体装置 | |
| TW313699B (zh) | ||
| TW421888B (en) | Method for the production of a capacitor for a semiconductor arrangement | |
| JP2007059680A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| US5214496A (en) | Semiconductor memory |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK4A | Expiration of patent term of an invention patent |