[發明專利]在同一芯片上建置全耗盡和部分耗盡晶體管

有效

• 申請號: 200680009986.2
• 申請日: 2006-03-23
• 公開（公告）號: CN101151725A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 霍華德·蒂格拉爾
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H01L21/84
• 分類號: H01L21/84;H01L27/01
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 劉國偉

1.一種在集成電路制造工藝中形成全耗盡絕緣體上硅(FD-SOI)晶體管和部分耗盡絕緣體上硅(PD-SOI)晶體管的方法，其包括：

提供絕緣體上硅(SOI)襯底，其包括半導體襯底、形成在所述半導體襯底上的絕緣材料層，和形成在所述絕緣材料層上的硅材料層；

通過在所述硅材料層上生長第一生長的氧化物材料層而使所述硅材料層的厚度變薄為適合于形成部分耗盡晶體管，其中生長所述第一生長的氧化物材料層通過消耗硅作為所述生長過程的一部分而使所述硅材料層變?。?/p>

在所述第一生長的氧化物材料層上形成氮化物材料層；

將所述氮化物材料層、所述第一生長的氧化物材料層和所述硅材料層圖案化，以在其中建立溝槽；

沉積填充在所述溝槽中的介電材料層；

使所述沉積的介電材料層平坦化；

遮蓋所述SOI襯底中將在其中形成所述部分耗盡晶體管的區域；

在將形成所述全耗盡晶體管的區域中移除所述氮化物材料層；

在將形成所述全耗盡晶體管的所述區域中移除所述第一生長的氧化物材料層；

露出所述SOI襯底中將形成所述部分耗盡晶體管的所述區域；

通過在所述硅材料層上生長第二生長的氧化物材料層而使將形成所述全耗盡晶體管的所述區域中的所述硅材料層的厚度變薄為適合于形成所述全耗盡晶體管，其中生長所述第二生長的氧化物材料層通過消耗硅作為所述生長過程的一部分而使所述硅材料層變??；

在將形成所述部分耗盡晶體管的所述區域中移除所述氮化物材料層；

在將形成所述部分耗盡晶體管的所述區域中移除所述第一生長的氧化物材料層，并在將形成所述全耗盡晶體管的所述區域中移除所述第二生長的氧化物材料層；以及

在將形成所述部分耗盡晶體管的所述區域中形成所述部分耗盡晶體管，且在將形成所述全耗盡晶體管的所述區域中形成所述全耗盡晶體管。

2.根據權利要求1所述的方法，其中經由蝕刻而非生長所述第二生長的氧化物材料層來使將形成所述全耗盡晶體管的所述區域中的所述硅材料層變薄。

3.根據權利要求1所述的方法，其中將所述硅材料層形成為在約800埃與約1200埃之間的厚度；將所述氮化物材料層形成為在約700埃與約800埃之間的厚度。

4.根據權利要求1、2或3所述的方法，其中所述第一生長的氧化物材料層使所述硅材料層變薄到厚度在約800埃與約1000埃之間；且所述第二生長的氧化物材料層使所述硅材料層變薄到厚度在約50埃與約200埃之間。

5.根據權利要求1所述的方法，其中

形成所述全耗盡晶體管包括在將形成所述全耗盡晶體管的所述區域中的所述變薄的硅上形成全耗盡柵極結構、在鄰近所述全耗盡柵極結構一側的所述變薄的硅內形成源極區和在鄰近所述全耗盡柵極結構另一側的所述變薄的硅內形成漏極區；以及

形成所述部分耗盡晶體管包括在將形成所述部分耗盡晶體管的所述區域中的所述變薄的硅上形成部分耗盡柵極結構、在鄰近所述部分耗盡柵極結構一側的所述變薄的硅內形成源極區和在鄰近所述部分耗盡柵極結構另一側的所述變薄的硅內形成漏極區。

6.根據權利要求5所述的方法，其中所述全耗盡柵極結構包括柵極電介質和柵極電極，且所述部分耗盡柵極結構包括柵極電介質和柵極電極。

7.一種集成電路，其包括：

形成在單個半導體襯底上的全耗盡晶體管和部分耗盡晶體管，其中所述全耗盡和部分耗盡晶體管作為集成電路制造工藝的一部分而形成，且其中在所述半導體襯底的已比所述半導體襯底的其中形成所述部分耗盡晶體管的絕緣體上硅(SOI)區變得更薄的絕緣體上硅(SOI)區內形成所述全耗盡晶體管。

8.根據權利要求7所述的電路，其中所述部分耗盡晶體管形成在變薄為厚度在約800埃與約1000埃之間的硅層內，且其中所述全耗盡晶體管形成在進一步變薄為厚度在約50埃與約200埃之間的所述硅層內。