TW390036B - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Yuuichi Hirano
Shigeto Maegawa
Yasuo Yamaguchi
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Description

五、發明説明（i ) [發明所靨的技術領域] 本發明為U於半導體裝置及其製造方法，尤其為醑於 提高LSI之輸入保護霣路的特性之技術。 [習用的技術] 於MOS型FET,對於施加在源極/汲極領域所_入訊號 的霣壓振幅的變動為加強其附力之_入保護轚路之有效方 法，習知有形成矽化物保護部的方法。該方法例如由第 33麗所示Μ跨逢閛槿及供壁的狀態形成Si〇2膜，其後將未 被Si〇2_被覆的Π +型庸的表面部分矽化Μ使Μ極近傍的源 極/汲極領域不被矽化而使得同領域的霣阻成為高霣胆。 [發明所欲解決的課臑] 然而於使用絕緣 β 砂（Silicon {η Insulator, SOI) / 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 的MOS構造，由於其SOI層本身非常的薄（例如膜厚1000A 程度，因此於實施形成矽化物保護部用的Si〇2膜的触刻工 序時，連同SOI曆亦有被触刻的可能性。如SOI雇亦被触刻 時，由於段差部分其SOI曆的膜厚將部分的變薄，因此本 蒹只該由SOI曆的表面至SOI曆内部形成的矽化物層，却到 達至SOI曆與埋入氧化膜的界面，由此發生灑霣流及矽化 物靥發生剝雕的問鼷。 Μ下參照第29圏至351的縱剖面工序匾詳细說明上述 的問題。 將閛極近傍的源極/汲極領域用SiOzK被覆以防該領 域不被矽化，通常為實施第29匯至第33圓所示一連串的處 理。即如第29匪所示形成Μ極及源極/汲極領域，如第30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規袼（210X297公郑） ' 1 310137 Λ 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（） 所示蒸着Si〇2膜。其次如第31_所示於成為矽化物保護 的Si〇2膜的部分上形成抗»膜，如32画所示實嫌乾蝕刻形 成將成為矽化物保嫌的Si〇2膜，其後除去無用的抗蝕膜。 其後如第33 _所示形成矽化物雇。 然而由於SOI靥上的度為1000A程度而非常 薄，因於實施乾蝕刻時速Si雇亦被触刻，Μ致如34麵所示 於Si曆的表面局部的發生段差構造的狀態。在此狀態對於 未被覆的源極/汲極領域的預定部分實施矽化時，如35函 所示埋入氧化物與矽化物暦將發生接觸的狀態。成為上述 狀態時，由於矽化物層與埋入氧化膜的附着強度較弱，因 此受到其後的處理所加熱應加的大小，使得矽化物層會有 發生剌離的情形。又矽化物靥即使未發生剝離，亦介由埋 入氧化_，於兩矽化物曆間亦會發ί漏霣流，以致發生霣 晶艚的誤動作等，對於霣晶»特性將構成不容忽視的影響 1 -JO 對於上述的問睡，日本特開昭64-2066 3虢公報開示有 在形成M0S電晶賊之閜極的側壁而實施乾蝕刻時，將做為 触刻停止膜的SiH膜預定形成於半導髓層的表面上而Μ當 該SiN膜被覆閜極與閘極猪緣膜的甬側面，其後Κ被覆當 該Si N膜的狀態形成側壁的技術。然而該先行技術在本霣 上只為提案MSiN膜與Si〇2膜的兩曆構造構成側壁本身， 而並非有效的提出解決於本發明敘述之上述課题的方案。 本發明為克腋上述問薄，Μ提供對於M0S構埴之該形 成矽化物曆的半導邇層之表面領域與該形成矽化物保護部 請 閱 讀 背 面·i: 事 項 i 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公犮） 2 310137 ΙΓ 五、發明説明（3 ) 的半導體磨之表面領域形成為同一之平坦的一表面之半導 »裝置及其製造方法為目的。 [解決課颶的手段] 申請專利範第1項的發明Μ具備：底板曆；設在前 述底板靥之表面上的半専»曆；設在前述半導體雇之平坦 表面内之第1領域上的閛極絕緣膜；設在前述閛極絕緣膜 之表面上的閜極；設在前述半導«層之前述平坦表面内， 並為設在與前述第1領域鄰接之第2及第3領域上而為被覆 前述閘極絕緣膜的側面及前述閛極之侧面的側壁；設在前 述半導艚曆之前述平坦表面内之與前述第2及第3領域各為 鄰接的第4及第5領域上，前述«壁的表面上，以及設在前 述閘極之表面上的第1絕緣膜；設在前述第1絕緣膜之表面 t 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 上與前述第1絕緣膜為異霣的第2絕緣膜；設在前述第1領 域的中央部分至前述半専《躕内部之第1導電型的第1不純 物靥；設在前述第1領域之一方的周緣部分，前述第2領域 ,前述第4領域及於前述半導曆之前述平坦表面内，Μ及 與前述第4領域鄰接之外儒的第6領域至前述半導II靥内部 的郾接於前述第1不純物曆之第2等霣型的第2不純物曆； 設在前述第1領域之另一方的周緣部分，前述第3領域，前 述第5領域，Κ及與前述第5領域郾接之外供的第7領域至 前述半導《曆内部之鄰接前述第1不純物曆之前述第2専電 型的第3不純物曆；設在前述第6領域上與前述第6領域直 下位置的前述第2不肫物內部而其底面為位在前逑第2不純 物曆內的第1矽化物曆；Μ及設在前述第7領域上與前述第 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2Η)Χ29·Μ># ) 3 310137 五、發明説明（4 ) 於 位 為 面 底 其。 而徽 部特 内其 曆為 物靥 纯物 不化 3 ? 砂 第 2 述第 前的 之内 置暦 位物 下純 直 之 域 領 第 述 前 不 3 第 述 前 在 設 備 画具 範為 利更 專 請置 申装 艚 辱 I 第 項 Ϊ 1 的 第上 画面 範表 利之 專膜 請緣 申 於 為 明 發 的 項 0 2 半 的 絕 3 〇 範 擻利 特専 其請 為申 膜 缘 第 述 前 置 裝 Η 導 第 釀0 利 專 請 申第 於述 為前 明與 發膜 的緣 項絕 3 1 0 3 半形 的質 項材 >r- 同 由 為 0 緣 經濟部中央樣準局員工消費合作社印掣
麵第 範之 利同 專不 。 請為 激申互 特於質 其為材 為明傅 去發具 除的層 刻項緣 — 第 1Ξ ® 範述 部fliM 的* ，a a 緣申双 « 睡 ΪΓ 119_ 半 的 項 6 2 第 及 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規棺（210X 297'i>ft ) 4 310137 五、發明説明（ 絕緣鎮，又前述第2絕緣曆之前述蝕刻率設定為比鄰接前 述第2嬅緣曆之前述第2絕緣縝之触刻率為大為其特徽。 請 先 閱 讀 背 注 事: 項 再 W 本 頁 申請專利範園第8項的發明為具備：（a)準備半導體層 、形成於前述半導«曆之表面上的閛檯絕緣膜、形成於前 述閜棰絕緣臢之表面上的閜極、以及為被覆前述閜捶絕緣 膜之側面與前述閛槿之側面而形成在前述半體曆之前述表 面上之側莖的工序；（b)於前述側壁的表面上，前述«極 的表面上及露出之前述半導«靥的前述表面上形成第1涵 緣蹰的工序；（c)於前述第1絕緣暦的表面上形成第2絕緣 層的工序；（d)於前述半導臞層之前述表面內為國编形成 前逑供莖之領域的預定範園内之表面領域的上方之位置的 狀態對於前述第2絕緣靥的表面上實施抗蝕膜雇之圏樣形 j 經濟部中央榡準局貝工消费合作社印製 成的工序；（e)將前述2絕緣曆的蝕刻率設定為比前述第1 絕緣曆的蝕刻率為大的乾蝕刻，Μ對於前述第2及第1絕緣 暦實施独刻的工序；（f)對於前述乾蝕刻之後為》出之未 被前述第2絕緣磨被覆的前述第1絕緣雇的部分，用瀰蝕刻 的胜刻將其除去的工序；Μ及（g)除去前述抗》曆的工序 為其特戡。 申請專利範國第9項的發明為於申請専利範園第8項的 製造方法，前述第1絕緣）B為具備第1絕緣膜與第2絕緣腠， 前述第2絕緣曆之前述蝕刻率為設定於比較前述第2絕緣膜 之蝕刻率為大，前述工序（b)為具備（b-Ι)於前述半導艚層 之前述表面上形成輿前述第2絕緣曆為同材霣的前述第1絕 緣膜的工序，及（b-2)於前述第1絕緣_之表面上形成與前 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（2丨0X297公处） 5 310137 ΙΓ 五、發明説明（6 ) 述第2絕緣_為不同材質之前述第2絕緣膜的工序，Μ及前 述工序（f)M具備（f-Ι)於前述乾蝕刻之後為露出的前述第 2絕緣膜的部分為用第1濕蝕刻除去的工序，及（f-2)於前 述第1湄触刻後為露出的前述第1涵緣縝的部分用第2濕蝕 刻除去的工序為其特徽。 申請專利範画第10項的發明為於申請専利範園第9項 的半導臞装置的製造方法，前述第2絕緣膜為由Si〇2膜或 SiN膜形成為其特徵。 申請專利範園第11項的發明為Μ具備閛極埵緣膜，閘 極，以及將被覆前述W極絕緣膜及闸極之供面予Μ被覆的 矽化物保護部的半導«装置，而以前述矽化物保護部為形 成由禊數之絕緣臢構成的曆狀構造為其特微。 j [發明的實施形態] (實施形態1) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 第1·表示本發明之一半導«裝置例於SOI曆上形成的 M0SFET構造之縱剖面，第2HI表示第1_之H0SFET的平面 如由第1、2_能理解，第1圏為表示第2_之I-II媒的 嫌剖面麗。 第1、2_中，符號1、2、3各表示Si單结晶晶圃，埋 入氣化膜（BOX)構成的底板層，於底板靥2的表面2S上形成 的S0I(Silicon On Insulator)層或半導嫌庸。如上述， 本實施形態為由所諝SIM0X法形成SOI層3。亦即由Si單结 晶晶圓的表面對同晶圆内注入氧原子，其後對同晶圓以預 定潘度實行退火而使注入的氧原子由表面近傍向同晶圓內 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公楚) 6 310137 !Γ 五、發明説明（7 ) 部擴散而於同晶圓内形成數千A之厚度的Si〇2膜。其结果 於埋入氧化膜2的表面2S與Si單结晶晶圖表面3S之間形成 厚度約為1 Ο Ο Ο A之半導體層的S Ο I曆3。 經濟部中央標準局員工消费合作社印策 於SOI層3之平坦的表面3S及S0I)f3內設有有MOSFET。 即於平坦的表面3S內的第1領域R1(佔有領域R1之大部分的 中央部分RIC(除開周緣部分）為相當於後述之Ρ_^<ι的表面 領域）上形成閛極絕緣臢4,於該閜極絕緣_4的表面4S上 更為形成由多结晶矽等構成閛極或控制霣極6。然後以被 覆閛棰6的傅面6V輿閛極絕緣臢4之側4V的狀態，於鄰接平 坦表面3S內之第1領域R1的第2領域R2及第3領域R3上，並 於第2_所示未形成P -靥的領域R8、R9上形成側壁5。又自 平坦表面3S之第1領域R1之中央部分RIC至其直下之埋入氧 化膜之表面2S的SOI曆3內部形成含^比較低濃度之第1導 霣型（P型）之具1不純物的第1不純物層（p_^)9,並Μ鄰接 該第1不純物庸9的狀態於平坦表面3S内之各領域，即鄹接 上述中央部分RIC之第1領域RI之一方的周緣部分RS1,第2 領域R2, Μ及由鄹接同領域R2之平坦表面3S的外側之第4 領域R4及鄰接同領域R4之平坦表面3S之外侧的第6領域R6 至埋入氧化鎮2的表面2S的領域為形成含有第2導霣型（η型 )的第2不純物之第2不純物曆（例如為源極領域）10。 然後上述第2不純物曆10為由①自第1領域R1之上述一 方的周緣部分RS1及側壁5之界面的第2領域R2之一部R21形 成至同»10之内部的含有比較低濃度之第2不純物的η-曆 14,及②自第2領域R2的另一部（相當於一部R21之外側鄰 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 輅（2)0X297公犮） 7 310137 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 _ Η 五、發明説明（8 ) 接部分）及鄰接當該另一部之平坦表面3S的第4領域R4向同 曆10之内部形成之比較濃度的第2不純物n +層12所形成。 又將第1不《物曆9為與上述第2不纯物暦10挟於其間的吠 態形成之含有第2導霣型的第2不純物之第3不純物層（例如 為汲極領域）11為形成於平坦表面3S内的各領域，亦即自 鄰接中央部分R 1C之第1領域R1的另一方的周緣部分，第3 領域R3,鄺接同鄺域R3之外俩的第5領域，鄰接同領域R5 之外供之第7領域R7形成至埋人氧化膜2之表面2S的SOI曆3 內部。又記號RS2表示中央部分RIC鄺接之另一方的周緣部 分0 然後為K被覆_極6及供壁5的狀態於平坦表面3S上積 曆形成由禊數之層構成的矽化物保護部8°即在完全無段 j 差部的平坦表面3S的第4領域R4上，第5領域R5上，側壁5 之表面5V上及閘櫳6的表面6S上形成第1絕緣膜81,再於同 膜81的表面81S上為被覆同表面81S的狀態形成由不同材料 質的第2絕緣膜82。如上所述由複數之絕緣臢所成的積曆 狀的矽化物保護部8為將後述之不被矽化物層被覆的平坦 表3S的各領域R1至R5全部被覆，又同部8為完全不及於第2 及第3不純物層10、11之η + )Ι12、13內的領域R4、R5直下 的高電阻部16、17內。因此n +層12、13之上述高霣阻部16 、17的厚度為相同於SOI曆3内之其他的層9、14、15,而 為如第1_所示dl的厚度。 相對的，於平坦表面3S之第6領域R6上，及由同領域 R6至深度為d2(<dl)的第2不纯物質10之n +曆12的領域内形 ~： . N 裝-- . : (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) *1Τ •^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 格（210X 297公犮） 8 310137 Λ 五、發明説明（ 成有矽化物的n +層之第1矽化物暦71,又於平坦表面3S之 第7領域上，及由同領域R7雛開深度為d2的位置之n +餍13 的領域内亦形成有矽化物之n +曆的第2矽化物靥72。如上 述第1及第2矽化物曆71、72的底面7B各為不接觸表面2S而 位於n + ®12、13內，兩矽化物層71、72成為第2及第3不純 物靥之低®阻部（其薄膜電姐（sheet resistance)例如為 ΙΟΩ/口）。（各未形成矽化物曆71、72之n +曆12、13之高 «阻部分的薄膜霣阻則例如為100Ω/口）。因此於本半導 β裝置其SOI層3全無被蝕刻的部分，SOlJi 3為具有均一的 厚度dl,矽化物層71、72形成未達至SOI曆3與底板曆2的 界面（表面2S),由而全無如習用技術之發生漏霣流及矽化 物靥之剌離等的問題。 j 又如第1圔的虚镍所示，將與第1埵緣膜81為相同材質 的綞緣膜於第2絕緣膜82的表面82S上形成為第3絕緣膜83 亦可。又如於第4絕緣膜、第5絕緣膜的狀態，K更多之綞 緣膜形成的複數層以構成矽化物保護部8亦可。Μ上述等 的構成亦可得到如第1·之構成的優點。 Μ上所述的本半導體裝置的構造，特別將矽化物保護 部8的構造由其製造過程的特徵界定則可特定如下。即第 1_之第1及第2絕緣膜81、82為用Μ被覆側壁5的表面5S上 與閜極6的表面6S上及露出之平坦表面3S上的第1及第2絕 緣曆而為順次所形成，並且兩絕緣_ 81、82具有用乾触刻 先對上述第2絕緣膜曆實行異方性蝕刻，蝕刻後的第2絕緣 曆為被覆兩表面5S、6S及兩領域R4、R5,其後自露出之第 請 先 閱 讀 背 面· 之 注 意： 事 項 再1 本 頁 裝 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4悅格（210X 297公ft ) 9 310137 五、發明説明（10) 1絕緣蹰的表面再濕蝕刻除去其直下之第1絕緣雇之部分所 形成的構造。並且於上述乾蝕刻為Μ (第2絕緣曆的蝕刻率 )>第1絕緣曆的触刻率）之鼷係設定兩暦的遘揮比。由上述 的設定使乾蝕刻停止於第1絕緣層的表面，並使平坦表面 3S完全不受到乾触刻，在乾触刻及後績的湄蝕刻之後，亦 能維持乾蝕刻工序前之同樣的平坦面。 又於設置第1·之第3絕緣膜83時，有必要將選擇比設 定為滿足（第3絕緣Μ83之蝕刻率）>(第2链緣膜82之蝕刻率 )的翮係。其係上述意味着於此之第3涵緣膜83當成上述的 「第2猪緣靥j ,可視為第2及第1絕緣膜82、81成為一臞 形成上述的「1絕緣曆j 。 第1圈之第1絕緣膜81及第3絕緣膜83例如可利用具通 j 用性的Si〇2膜。於此之第2絕緣膜82可利用SiN膜，摻鼸有 不純物之多结晶矽膜及其他的絕緣膜。 相反的如使用相同之通用的SiN_為第1及第3猪緣膜 81、83時，則第2涵緣膜82可使用Si〇2_或未摻鳝的多结 晶矽或其他的絕緣膜。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Μ下顚次的說明上述的具«例。 [實施例1] 第3騙所示的矽化物保嫌部8之構成，為Μ習用的矽化 物保護部的Si〇2_中插入SiN膜8Β,而對SiN膜8Β為Κ兩 Si〇2_8Al、8A2 相挟者。 於製成上述的構成時，可對於第4顯所示積曆狀的矽 化物保護部8之乾蝕刻工序時，將Si〇2膜8A2與SiN_8B的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210x2y7公处） 10 310137 Λ 7 ]Γ 五、發明説明（11) 選揮比設定如下即可。即於乾蝕刻時之SiN膜8Β的蝕刻率 設定為比Si〇2膜8A2小，即能於Si〇2*!8A2的異方性触刻後 ，於SiN_8B的表面該異方性蝕刻即停止。其後對於該_ 成矽化物保護部8以外的部分之II出的SiN膜8BM热磷酸實 行濕蝕刻將其除去，再對於其直下的Si〇2膜8A1之部分用 溉蝕刻除去即可製成第3圈之矽化物保謅部8。 於此之Si〇2膜8A1、8A2及SiN瞋8B之各膜厚為在數百 A至數千A的範園。 [實腌例2] 第5_所示之矽化物保護部8為設SiN_8B為第1絕緣臌 ，於其上設Si〇2膜8A為第2絕緣膜者。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印聚 為製成如上述的二曆構成，首先與實施例1同樣的將 第6_所示之膜8B的蝕刻率設定g&Si〇2膜8A的蝕刻率 為小而對Si〇2_ 8 A實施乾触刻。然後將全未形成矽化物保 護部8之部分的Si〇2膜用異方性蝕刻除去後，乾触刻為停 止在露出的SiN鎮8B的表面，再對其餘的矽化物保護部8M 外的SiN膜8B用热璘酸的濕蝕刻將其除去。由此即製成如 第5_所示的矽化物保護部8。 如上述製成之Si〇2膜8A與SiN_8B的厚度同為數百A 至數千A的範圈內。 [實施例3] 第7画所示之矽化物保護部8之構成為於第2絕緣膜之 SiH膜8B之下設置Si〇2膜8A為第1絕緣膜者。 於此為與實施例1及2的狀態相反的，將Si〇2膜8A的蝕 本紙張尺度適用中國國家椟準（CNS ) Λ4规格（210X297公# ) 11 510 13 7~ 經濟部中央標準局負工消费合作社印袋 五、發明説明（1 2 ) 刻率設定為比SiN膜8B的»刻率小，然後對第8_所示順次 積層的Si〇2i!8A及SiN膜8B實行乾蝕刻。由於此，乾》刻 將停在Si〇2_8A的表面，然後對其餘的Si〇2臢8A内之矽化 物保護部8以外的Si〇2膜8A用瀏蝕刻除去即可製成如第7· 之矽化物保護部8。 於此，下靥的Si〇2膜8A與上曆的SiN旗8B之厚度各亦 為在數百A至數千A的範内。 [實施例4] 第9匾所示之矽化物保護部8的構成恰好為與實施例1 的狀態為相反，為Μ第1絕緣臢之SiN膜8B1與第3絕緣膜的 SiN膜8B2挟第2絕緣膜之Si〇2膜8A的構造。此構造亦為同 於KSiN_8Bl與Si〇2臢8A形成的第1綞緣臢層之上形成第 j 2絕緣層之SiN膜8B2的狀態。 於此為將5丨11_8&2與3丨〇2膜8 4的遘揮比設定為（膜 8B2之蝕刻率）>(膜8A之蝕刻率）的闞係而可抑制對於源極-汲極領域的蝕刻。 Si〇2臢8A及SiN膜δΒΙ、8B2之各臢厚為於數百A至數 千A的範画内。 (實施形態2) K參照第11圔至第24圏之縱剖面說明實施形態1所述 含有矽化物保護部之半導體裝置（MOSFET)之一製造方法例 〇 (準備工序a) 第11圔表示通道摻鯛離子的注入工序。 請 先 閱 讀 背- 面 之 注一 項ΙΓ % 本 頁 裝 訂 線 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS M4規# ( 210X297公t ) 12 310137 ΙΓ ΙΓ 經濟部中央標準局貝工消费合作社印褽 五、發明説明（13 )
首先準備矽單结晶晶圓1為支持基板，Μ前述之 SIMOX方法於矽晶圆1内形成厚度4000Α程度之Si〇2膜2為 埋入氧化膜（底板曆），並形成約1 000人程度之厚度的SOI 層3。
其後實施第1_所示的注入工序於SOI靥3内形成由第 1導《型之第1不純物而成的第1不純物曆。上述第1不纯物 與其注人濃度為依其為nMOSFET或pMOSFET而異。即如為形 成nMOSFET時，其該注入之第1導霣型之第1不純物為p塑的 不純物，例如為K4E13cB_2程度的濃度之砷為第1不純物 用60keV的加速能曇注人於SOI靥3内。相對的如為形成 PM0SFET時，其第2導電型之第2不純物為η型不純物，例如 為M4E13cn_2程度之濃度的覊用10keV的加速能量注入SOI j 靥3內。 第12圔表示閜極氧化_ (閛極絕緣_)及阐極用多结晶 矽膜之蒸着工序。於此為順次的積曆厚度70A程度的閛極 氧化膜4A及厚度2000A程度的多结晶矽_6丸於S0I)i3之平 坦表面3S上。 第13圓表示閛極用摻劑離子的注入工序。由此使第 12圈之多结晶矽膜6A成為導電性的多结晶矽膜6B。如為 nMOSFET時，則Μ具有15keV之加速能量的磷注人上述膜6A 中至其溻度達到5E15C··2程度。相對的如為pMOSFET時， I--：-----—^.------1T------ά (請先閱讀背面之注't·事項寫本頁) ί 則Μ碥用10keV的加速能ft注入至5E15ci_2程度的濃度。
本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公犮） 310137 經濟部中央標準局員工消费合作社印聚 Λ 7 1Γ五、發明説明（14) 20為想膜實豳乾触刻以形成第14·所示之做為閘槿絕緣膜 的閛極氧化膜4及做為閜極的多结晶矽膜6。 第15·表示除去第14覼之抗触Μ棋圓20及源極/汲極 用不純物雕子的注入。 於此所需注入的第2等電型的第2不纯物，如為 nMOSFET時為η型不纯物（例如為砷：60keV, 4E13ci_2程度 ),而如為pMOSFET時，則為p型不純物（例如為Si: 10keV, 4E13c·-2程度）。 第16_表示侧壁用Si〇2_5A的蒸着。 於此為形成膜厚約800A的Si〇2臢5A於SOI層3的平坦 表3S,閘極氧化膜4的供面上及闸極用多结晶矽_6的表面 上0 第17·表示實行側壁用Si〇2顏5A的乾蝕刻後實行源極 、汲槿用不纯物雛子的第2注入工序。亦即對第16·之S2 膜5A實行乾触刻，形成被覆闸極絕緣膜4及閜極6之兩側面 的側壁5,其後於源極/汲極領域内注入第2導霣型的第2不 純物（離子）。例如第17_所示為nMOSFET時，W砷雕子用 60keV的加速能量注入4E15cb_2程度的濃度。相對的如為 未圓示的PM0SFET時，則Μ硼離子MIOkeV的加速能量只注 入4E15cb·2程度的濃度所相當的量。由此源極/汲極領域 之第2及第3不純物曆内之未被側壁5被覆的部分成為不純 請 先 閱 讀 背. 之 注· 意. 事 項 ί 訂 Λ ” 形 (nff 層緣 度絕 農 1 ^第 物 ί 表 圏 8 1 第 態 狀 的 A 11 8 曆 緣 絕 IX b)第 序成 工形 成示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297'»笕） 310137 Λ" ΙΓ 五、發明説明（15) 亦即為於供壁5的表面上，閘極6的表面上，未被側壁 5被覆之«出的S0IIB3的平坦表面3S上形成第1絕緣JB81A 。同層81Α為Si〇2贓或為SiN膜。又如為用SiN膜時，為使 該膜輿Si〇2鎮之間不發生太大的應力，有必要將SiH臟之 腰厚形成於3000 A K下。 (第2絕緣層形成工程c) 其次如第19匾所示，於第1絕緣靥81A的表面上積靥形 成第2絕緣層82A。第1絕緣曆81A例如使用Si〇2膜時，則使 用SiN賴或未摻劑之多结晶矽膜及其他的絕緣膜為第2涵緣 層82A。反之如用SiN膜為第1涵緣靥81A時，則使用Si〇2膜 或未摻蘭的多结晶矽膜及其他的絕緣膜為第2絕緣暦82 A。 (抗蝕横圓製作工序d) 於第2絕緣靥82A的表面上形成舍鮏靥，如第20圈所示 ，在SOI層3之平坦表面3S中，使抗蝕曆21為位於由側壁5 與閛槿絕緣膜4被覆SR1部分的上方，及國繞SR1部分之預 定範園内的表面領域SR2之上方來製作抗蝕曆棋_。 e 序 Η 刻 触 乾 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 定 設 為 此 於 蝕 乾 81的 層 常 率 刻 蝕 之 其 〇 刻 2 層 緣 絕 出 露 在 第止 的停 \/ 率 刻 蝕 之 層 緣 絕 2 第 第 緣 絕 足條果部 滿的结的 通覆 行被 實21 而層 比触 擇抗 選被 的未 A 1X , 8示 A 所 82H 曆21 兩第 之如 件為 該第 , 但 去不 除此 刻因 蝕 ο 乾 述 上 由 為 分 為 刻 蝕
Afl Ϊ s i 2 第 ，繼 18之2.得 之 下 直 其 9 性 坦 平 的 面 表 的 A 1 8 曆 緣 絕 1* 刻 蝕 乾 到 受 不亦h 3 持 靥保 I ο 續 層 緣 面 表 之 3 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規栘（2丨0X 297公犮） 310137 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 ΙΓ 五、發明説明（16) (湄触刻工序f) 其次用热璘酸等，只對於乾触刻後之未被第2絕緣靥 82被覆之第1絕緣層81A的霣出部分實施濕蝕刻，將該部分 除去。由此只留存由抗触層21被覆之第1及第2絕緣曆之部 分81、82於表面3S上。然而由於本濕触刻未實施及平坦表 面3S,因此不致對平坦表面3S形成段差部，表面3S的平坦 性及SOI靥3的親厚不會發生變化。 (抗蝕層除去工序g) 其次除去上述抗触靥21。由此為如第22醑將Μ極6及 «壁5被覆，於平坦表面3S上形成由第1及第2絕緣曆81、 82所成的矽化物保護部8。 (矽化物化工序h ) 如第23醑所示，於β出之平坦義面35上及矽化物保護 部8的表面上實施鈷的嗔鍍Μ形成鈷曆（120Α)70。其後對 於鈷嗔級後的本裝置實施約800 t：之在Ν2瓦斯中約30秒的 退火（灯退火）。由此在未被矽化物保_部3被覆的源極/汲 極領域10、11内形成矽化鈷曆71、72(500A程度）。於此 之源槿/汲棰領域10、11具有均一之厚度，因此全不發生 矽化鈷曆71、72的底面突出SOI曆3與底板層2之界面2S的 事態，由此可製機能為良好之輸入输出保護«路的櫞造於 本裝置内。 又第181所示的第1絕緣層81(81A)亦可形成至少為2 靥的構造。Μ下補充說明Μ第1絕緣膜81a與第2絕緣膜82a 形成第1絕緣靥81的二雇構造時的製造方法。 —: - -=.¾-- : ^f\ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
,1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公犮） 16 31013 7 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 Η" 五、發明説明（i 7) 於此為在第18圏所示工序與第19·所示工序之間更插 入第25_所示的工序。即於第18_所示工序形成的第1絕 緣膜81a的表面上形成輿其材質為不同之第2絕緣臟82a。 由此形成兩贓81a、82a構成之第19_所示第1綞緣膜81。 依本例對於既述之第21圔及第22_的蝕刻工序亦需修 正。即依本例對於與第1鳐緣膜81a為相同材質形成之第2 絕緣層82A的蝕刻率為比第2絕緣膜82a的蝕刻率為大的設 定其選擇比以實施乾蝕刻。由此為如第26圃所示，未被抗 蝕靥21被覆的第2絕緣膜82a的部分露出，乾触刻停止。其 次對於露出第26學的第2絕緣膜82a的部分為如第27廳所示 Μ第1濕敝刻將其除去，再對於露出之第27_的第1絕緣膜 81a的部分為如第28睡所示的以第2濕蝕刻將其除去。其後 j 除去第28鼷之抗蝕曆21即形成具有第1及第2絕錄81a、82a 構成之第22圔所示的第1絕緣餍81,及由第3絕緣膜83a構 成之第22丽所示的絕緣暦22的矽化物保護部8。 依本例亦當然可得同樣製作上的利點。 (付記） Μ上之實施形態1及2為就使用SOI之MOSFET做說明。 但本發明之「半導體曆j及「底板曆j不限於「SOI」曆 及「BOX層j 。例如於η井或p井內形成p型M0SFET或η型 M0SFET時亦可適用本發明。於此之「η井或pj井為取「 BOX曆j的「底板層」，而當該井中由兩源極/汲極領域 挟中之成為通道部分的！1_靥或曆及兩源槿/汲極領域為 形成「半導體曆」。__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ 297公处) 17 310137 J, ^ 裝 I 訂 * 一 · '/、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（18 ) 果 效 的 明 發 明 發 的 項 4 第 至 項 1- 第 _ 範 利 專 請 ¢ 依
點 為 時 刻 蝕 乾 施 實 於 由 明 發 的 項 5 第 圏 範 利 專 請 ¢ 依 第 /IV , 用比 採擇 絕 2 率 刻 触 之 餍 禊第 緣於 此 因 絕 2 (請先閱讀背面之注意事項再填¾.本頁) •裝- 率 刻 蝕 之 層 緣0 後 去 除 被 象 第對 /IV I > 刻 —触 之 0 緣 遘象 的現 丨刻 触 *•11 效 第的 於層 止止 阻阻 為刻 行蝕 進為 之用 面 表 的 曆 緣0 第 即 亦 能 刻 於蝕 由生 止 防 可 此 由 作絕 m2 1>第 可 L及 層 1 緣第 絕成 L形 發 面 表 靥 艚！ 項 導 6 半第 於園 對範 刻利 蝕専 乾請 之申 時依 層 緣 明 發 的 緣 絕 2 第 被 未 有 只 於 由 旅 經濟部中央標準局員工消費合作杜印掣 第 成 形 上 第面第 的表有 覆之設 被層成 層髑製 導：出 上 ¥面S 於肖後 ft Γ 因 蝕 Jffi ，緣i 去Μ述 絕 除II上 刻第 ， 蝕其此 濕於於 由 ，由 為層。 分緣成 部絕構 之 1 的 緣.ϋ 緣 絕 绍 2 體矽 導將 半 只 的以 坦可 平 ， 成時 製置 可裝 而» 因専 , 半 刻於 蝕曆 被物 舍化 不的 面成 表形 的如 層例 體。 導面 半表 的曆 刻 蝕 的 造 。 構 部曆 內 層 Η 導 半 及 上 面 表 的第 層圃 »範 導利 半專 於誧 形申 層依 物 化 現 實 能 明 發 的 項 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公犮） 18 310137
(H - I A? }Γ 五、發明説明（19 ) 阻止靥。 請 先 閲 讀 背- 面 之 注. 意· 1 依申請專利範圃第8項至第10項的發明.（i)由於能將 第1闼緣曆檐能為乾蝕刻的阻止曆，因此於乾触刻工序時 可防止半導鳢層的表面被蝕刻，再則（Π)於工序（e)後為 將露出的第1絕緣曆之部分為用湄蝕刻除去，因最终的可 製成於處理中全不受蝕刻之平坦的半導體表面。由此對於 本半導體裝置再只形成矽化物曆時，可不致使矽化物層接 觸到界面而只形成在半等》內部，因此全不致發生漏罨流 及矽化物餍之剌雕等的問鹿。 訂 依申請專利範園第9項的說明，具有能應用逭雕半導 艟層表面之上靥的第2涵緣膜櫬能為對於乾蝕刻的阻止靥 的制點。 j 依申請專利範鼷第10項的發明，由於利用Si〇2膜及 SiN膜為底板層，因此可提供富於實用性及通用性的製造 術 技 本 蘑 謅 保 物 化 矽 於 由 明 發 的 項 Ί- Ί* 第 圔 範 利 專 講 依 Λ. 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 平 成 製 能 此 因 » ο 因曆 原物 的化 差矽 段的 生好 發良 面成 表製 曆能 體 導面 半表 使jH 為導 成半 不之 身坦 圔 面 剖 縱 體 導 半 的 ix 態 形 腌 實 之 明 1 發 明本 說示 單表 籣圈 的I 面 圖 例 施 實 示 表 匯 4 第 第第第 2 3 圈 面 平 艚 導 半 的。 ^ β 實縱 -S之 之 1 明例 發施 本實 示示 表表 團圏 例 施 實 示 表 _ 5 ; 第 圏黼 面面 剖剖 縱縱 之之 1 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) 規格（210Χ 297公# ) 9 11 310137 ΙΓ 五、發明説明（2<>) 第6_表示實施例2之嫌剖面圔。 第7_表示實廊例3之嫌剖面_ 第8圈表示實施例3之縱剖面圔 第9HI表示資施例4之縱剖面_ 第10_表示實施例4之縱剖面圔 第11圔表示依本發明之實施形態2的半導髑裝置的製 造工序的雉剖面_。 第12_表示依本發明之實施形態2的半導體裝置之製 造工序的縱剖面顯。 第13圔表示依本發明之實施形態2的半導體裝置之製 造工序的縱剖面匾。 第14鼷表示依本發明之實梅形態2的半導體裝置之製 18 導 半 的 2 態 形 0 實 之 明 發 〇 本 圃依 面示 剖表 縱 的15 序第Η 造 髖 導 半 的 2 態 形 施 實 之 明 發 ο 本 圔依 面示 剖表 嫌Η J 6 的 1 序第'Η 造 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Η 導 半 的 態 形 施 實 之 明 發 。本。 麵依Η 面示面 剖表剖 縱圈雄 的 1 的 序第〃序 Η Η 造 造 Η 導 半 的 2 態 形 施 實 之 明 發 本 〇 依圖 示面 表剖 Β縱 8 J 1 的 第 序Η 造 置 置置置 裝 裝裝裝 製、 之 製 的 0, 的 製 的 的 的 2 2. 態 態 形 形 0 施 實 實 之 之 S — 發 發 本。本 依園依 示面示 表剖表 _ 縱騙 9 J ο 1 的 2 第序第Η 造 製 置' 裝 « 導 半 製 的 置， 裝 體 導 半 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公轮） 20 310137 五、發明説明（21 ) Λ7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 製 製 製 製 製 製 製 製 的的 之 之之 之的的 置置 置置 置置 置置 装装 裝裝裝 装裝 装 jHfll體HllflKflltt 導導 導導 導導 導導 半半 半半半 半半半 的的 的的的 的的的 2 2 2 2 2 2 2-2- 態 態 艏 態 態 態，態態 形 形 形 形 形 形 形 形 ecc。。。。 0 施 施 施 腌 0 施 施 鼸M醒题睡腰賵 實 實 實 實 實 實 實 實 問 問間問 問問問 之 之 之 之 之 之 之 之 的 的的的 的的的 明 明 明 明 明 明 明 明 術術術術術術術 發 發 發 發 發 發 發 發 技技技技技技技 。 本 。本 。本 。本 。本 。本 。本 。本 。用 用用用 用用用 at 依圈依H依匯依 _依_ 依IB依 依圓習習習習習習習 面示面示面示面示面示面示面示面示面示示 示示示示示 剖表剖表剖表剖表剖表剖表剖衷剖表剖表表表表表表表 縱縱麵縱圔縱H縱搂圏縱麵縱Η^_η_ι·ι··ιβ 的21的22的23的24的25的26的27的28的29303132333435 序 第序第序第序第序第序第序第序第序第第'第_第 第第第ΗΗΗΗΗΗΗΗΗ 造造造 造造造 造造造 ^ _ '^1裝 訂 W - * ^CILV. 〆 '' (請先閱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 ) Λ4規格（210X297公兌） 310137 Λ7 Η· 五、發明説明（22 ) [符《的說明] 2 底板曆 3 S0 1層 3S 平坦表面 4 閜極絕緣膜 5 俩莖 6 閛極 71 ' 72 矽化物曆 8 矽化物保護部 81 第1絕緣膜 82 第2絕緣膜 83 第3絕緣膜 R 1 第1領域 R2 第2領域 R3 第3領域 R4 第4領域 R5 第5領域 R6 第6領域 R7 第7領域 {請先閱讀背而之注意事項再填寫木頁) -Ί袁. ^1-
、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS ) Λ4規格（210X 297公矩） 22 310137

Claims (1)

  1. A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 1. 一種半導艚装置，Μ具備： 底板曆； 設在前述底板靥之表面上的半導《曆；. 設在前述半専«靥之平坦表面内之第1領域上的閘 極絕緣膜； 設在前述Μ極絕緣膜之表面上的閛極； ^ 設在前述半導體靥之前述平坦表面內，並為設在 ，與前述第1領域郾接之第2及第3領域上，而為被覆前述 閜極絕緣膜的側面及前述閜極之供面的供壁； 設在前述半導體暦之前述平坦表面内之與前述2及 第3領域各為鄰接的第4及第5領域上，和前述供壁的表 面上，以及在前述閛極之表面上的第1絕緣臢； 設在前述第1絕緣臢之表面上與前述第1絕緣膜為 不同材質的第2絕緣 設在自前述第1領域的中央部分至前述半導《曆内 〆- 部之第1専«型的第1不純物曆； 經濟部中央揉率局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 設在前述第1領域之一方的周緣部分，前述第2領 域，前述第4領域前述半専嫌谓之前述平坦表面內，Μ Α與前述第4領域鄹接之外側的第6領域至前述半導體 層内部的郾接於前逑第1不純物層之第2導轚型的第2不 鈍物層； 設在前逑第1領域之另一方的周緣部汾，前述第3. < 領域，前述5領域，Μ及與前述第5領域鄰接之外側的. 第7領域至前述半《層内部之鄰接前逑第1不純物靥之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公嫠） 23 310137 A8 Βδ C8 D8 申請專利範圍 前述第2導m型的第3不純物雇； 第 述 前 在 設 領 不 2 第 述 前 的 置 位 下 直 域第 逑 前 第在 述位 前為 與面 土底 域其 領而 3 部 内 物 純 內 V 物 鈍 不 2 及 以 靥 物 化 矽 1* 第 的 之 置 位 下 直 之 域 領 7 第 述 前 與 上 域 領 7 第 述 前 在 設 物 純 不 3 第 述 前 於 位 為 。 面者 底徽 其特 而其 部為 内曆 曆物 物化 純矽 不g2 3 第 第的 述內 前層 中 其 置 裝 η 導 半 的 項 11 第 範 利 専 講 申 如 2 緣 絕 3 第 的 上 面 表 之 膜 緣0 2 第 述 前 在 設 備 具% 5 中 其 置 裝0 導 半 的 項 2 第 〇 園 者範 激利 特專 其讅 為申 膜如 3 成 形 質 材 同 相 由 膜 緣 绍 3 第 述 前 與0 緣0 IX 第 述 前 置 裝 « 導 半 的 項1 任 >之 項 3 第 至 項 1* 第 。 範 者利 微専特誚 其申 為如 中 其 由 為 0 緣 絕 1 第 述 前 激 特 其 為 成 形 膜 N •1 S 或 0 —： .Ί装— (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁) •1T 者 經濟部中央揉準局另工消費合作社印製 備 具Μ 置 裝 艚 導 半 種1 5 層0 専 半 膜 錄 絕 極 Μ 的 上 面 表 之 靥 艚 導 半 述 前 於 成 形 俩 之 極 ...閘 極述 Μ前 的與 上面 面側 表的 之膜 膜緣 緣絕 絕極 槿閛 閛述 述前 前覆 於被 成 Μ 形用 ^ ± Μ 面 ; 表 壁的 側極 的Μ 上述 面前 表及 述，上 前面 之表 層的 Η壁 導側 半述 述前 前覆 於被 成 Μ—用 d 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210父2们公釐） 24 310137 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 而用乾触刻順次形成於前述半導黼曆之前述表面上的 第1及第2絕緣靥，而Μ 對於前述乾蝕刻之前述第2絕緣靥的蝕刻率設定為 比前述第1涵緣曆的触刻率為大為其特微者。 6. 如申講専利範画第5項的半導體裝置，其中_ 於前述乾蝕刻後將未被前述第2絕緣雇被覆的前述 第1絕緣曆的郤分用爾蛀刻除、去為其特徵者。 7. 如申講專利範園第6項的半専體装置，甚中 、 前述第1絕緣膜具備材質互為不词之第1展第2絕緣 膜；並Κ 筘述第2絕緣爾之前述蝕刻率設定為比鄰接前述第 2绍緣曆之前述第2闼緣膜之輓刻率為大為其特戡者。 8 . —種半導《裝置的製造方法，iil'具備： (a) 準備半導«曆、形成於前述半導》|[之表面上 的Μ極絕緣_、形成於前述閜餐絕緣膜之表面上的閘 極、W及為被覆前:谜暴檯涵缘膜之里复展前述閜極之 供面而形成在前述半導β層之笳洛表面上名側壁的工 序； (b) 於前述側莖的表面上，前述闥極的表面上及露 / 出之前述半鱧曆的前述表面上形成第1絕緣曆的工序； (c) 於前述第1絕緣曆的表面上形成第2辑Ji履_的_1 ( 序； (d) 於前述半導體餍之前述表面內，位於_编形成 前述側壁之領域的預定範麵内之表面領域的上方之狀 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 25 310137 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 態，對於前述第2絕緣曆的表面上寘施抗蝕膜層之[樣 形成的工序； (e) 將前述第2絕緣暦的蝕刻率設定為比前述第1絕 緣曆的触刻率為大的乾蝕刻以對於前述第2及第1絕緣 曆實施蝕刻的工序； (f) 對於前述乾蝕刻之後為露出之未被前述第2絕 緣層被覆的前述第1絕緣層的部分用湄蝕刻的触刻將其 除去的工序；以及 (g) 除去前述抗触靥的工序為其特徵者。 9. 如申請專利範園第8項的半導《裝置之製造方法，其中 前述第1絕緣曆為具備第1埵緣膜與第2絕緣膜， 湔迷第2涵缘靥之前述鍤刻率為設定於比較前述第 j 2絕緣Μ之蝕刻率為大， 前述工序（b)為具備： (k-l)於前述半導艚靥之前述表面上形成與前述第 2絕緣靥為同材質的前述第1綞緣膜的工序；及 (b-2)於前述第1缍緣膜之表面上形成與前述第2絕 緣曆為不同材質之前述第2涵緣膜的工序；Μ及 前述工序（f) Μ具備： 厂 (f-Ι)於前述乾触刻Μ後為露出的前述第2絕緣_ 的部分為用第1濕杜刻除去咴工序，Μ反 (f-2>於前述第1獮雔刻後為霣出的前述第1涵緣膜 的部分用第2濕蝕刻除去的工序為其特微者。 10. 如申請專利範匾第9項的半導體裝置之製造方法，其中 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐) 26 310137 J--------(袭-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 前述第2絕緣_為由Si〇2膜或SiH_形成為其特徵 被保 將物 及化 Μ 矽 、 的 極覆 閜被 、Μ Κ予 緣面 涵側 極之 Μ 極 備閘 具及 , 膜 置緣 裝絕 Η極 導閛 半述 。 種前 者一 覆 的 成 構 膜 緣 絕 之 數 複 由 成 形 Μ為 而部。 , 護者 置保激 裝物特 體化其 導矽為 半述造 的前構 部 狀 護 靥 (請先閲讀背面之注^^項再填寫本頁) ,-ST 經濟部中央梂率局貝工消費合作社印装 本紙張尺度適用中國國家棋準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 27 310137
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