[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710040252.7
• 申請(qǐng)日: 2007-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN101295731A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王津洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/78
• 分類號(hào): H01L29/78;H01L27/088
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李文紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與運(yùn)作原則。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的MOS半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)，柵極溝道層的摻雜物與兩側(cè)的源極和漏極的摻雜物為不同型的帶電離子型態(tài)，可參考Handbook?ofSemiconductor?Manufacturing?Technology，Edited?by?Yoshio?Nishi?andRobert?Doering，publisher?Marcel?Dekker，Inc.in?2000.Chapter?5，by?RobertB.Simonton，Walter?Class，Yuri?Erokhin，Michael?Mack，and?LeonardRubin。圖1是現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示的半導(dǎo)體器件100，半導(dǎo)體襯底101上依次形成有隔離淺溝槽102，P阱103與N阱104。在P阱103內(nèi)，依次形成NMOS元件；所述NMOS元件包括柵極溝道層105，介電層106和柵極107，源極與漏極的輕摻雜區(qū)108，源極與漏極的袋摻雜區(qū)109，以及柵極107兩側(cè)的間隙壁110，和源極與漏極的重?fù)诫s區(qū)111，以及源極、漏極與柵極的連接界面層112。在N阱104內(nèi)，依次形成PMOS元件；所述PMOS元件包括柵極溝道層105’，介電層106’和柵極107’，源極與漏極的輕摻雜區(qū)108’，源極與漏極的袋摻雜區(qū)109’，以及柵極107’兩側(cè)的間隙壁110’，和源極與漏極的重?fù)诫s區(qū)111’，以及源極、漏極與柵極的連接界面層112’。

在實(shí)際的應(yīng)用與制造工藝中，由于柵極與源/漏極工程設(shè)計(jì)的考慮，柵極溝道層105與105’的形成可使用多次離子注入以形成反阱摻雜離子濃度分布，以控制閾值電壓與亞閾值(Subthreshold)漏電流。可參考美國麻省理工學(xué)院的研究論文(Dimitri?A.Antoniadis?and?James?E.Chung，1991?IEEE?IEDM?Technical?Digest，第21-24頁)，或法國格勒諾布爾通訊實(shí)驗(yàn)室的研究論文(T.Skotnicki&P.Bouillon，1996?IEEE?Symposium?onVLSI?Technology?Technical?Digest，第152-153頁)與(Tomasz?Skotnicki，Gerard?Merckel，and?Thierry?Pedron，March?1988，IEEE?Electron?DeviceLetters，Vol.9，No.2，第109-112頁)。輕摻雜源/漏極108與108’可避免熱載流子效應(yīng)，源/漏極的袋摻雜區(qū)109與109’可降低穿通漏電流，重?fù)诫s源/漏極111與111’提供與外界連接的低電阻歐姆接觸界面112與112’。較柵極溝道層為深的P阱103與N阱104的作用，一方面可降低襯底漏電流，另一方面將NMOS與PMOS隔離，以避免在NMOS與PMOS之間形成閂鎖(latch-up)效應(yīng)，使用多次離子注入P阱103與N阱104層，可以達(dá)到雙重和更佳效果。有些應(yīng)用，在P阱103與N阱104層更深處形成深P阱與深N阱(圖1中未示出)；其用途包含避免宇宙射線引起的儲(chǔ)存器亂碼，可參考美國國際商業(yè)機(jī)械公司的研究專輯(IBM?Journal?of?Research?andDevelopment，Vol.40，No.1，January?1996，第3-129頁)。在同時(shí)包含模擬與數(shù)字訊號(hào)的晶片上，可降低數(shù)字訊號(hào)與模擬訊號(hào)之間的干擾，可參考美國史坦福大學(xué)整合系統(tǒng)中心的研究論文(David?K.Su，Marc?J.Loinaz，Shoichi?Masui，Bruce?A.Wooley，IEEE?Journal?of?Solid-State?Circuits，Vol.28，No.4，April?1993，第420-430頁)。