[其他]高密度互補型金屬氧化物半導體集成電路制造工藝

無效

• 申請號: 85108372
• 申請日: 1985-11-01
• 公開（公告）號: CN85108372A
• 公開（公告）日: 1986-09-24
• 發明（設計）人: 羅伯特R·通爾林;邁克爾P·德奎;格雷戈里J·阿姆斯特朗
• 申請（專利權）人: 得克薩斯儀器公司
• 主分類號: H01L21/265
• 分類號: H01L21/265;H01L29/78;H01L21/72;H01L27/04
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 吳淑芳

本發明涉及半導體器件，更特別地，涉及用于超大規模集成電路（VLSI）動態存貯器或同類器件類型的互補型金屬氧化物半導體電路的制造方法。

由批準給麥萊克賽恩特（McAIexander）、懷特（White）和勞（Rao）并轉讓給得克薩斯儀器公司的美國專利號為4239993的美國專利里所顯示的動態讀/寫存貯器已通過在美國專利號為4055444或4240092里所揭示的N溝、自對準、硅柵工藝制造。對于低功率的要求已導致互補型金屬氧化物半導體（CMOS）工藝的更廣泛的使用，例如，在專利號為4295897的美國專利所揭示的，而在256千比特或1兆比特動態隨機存取存貯器里的較高密度進一步有必要使用幾何結構更小的器件，這就出現對準、步進覆蓋范圍、凹蝕等問題。由道爾林（Doering）和阿姆斯特朗（Armstrong）在1984年7月2日提交并已轉讓給得克薩斯儀器公司的流水號為626572的共同待批申請案闡述了用適用于1兆比特大小的存貯器列陣的場平板隔離和埋置的N+源/漏區以及位線的雙阱互補型金屬氧化物半導體（CMOS）工藝。

本發明的主要目的是為制造用于半導體存貯器或同類的器件，特別是低功率、高密度器件提供改進的并簡單的方法，另一個目的是提供如可用于制造高密度動態隨機存取存貯器的、改進的互補型金屬氧化物半導體工藝。

按照本發明的一個實施例，一個半導體器件，比如一個動態讀寫存貯器或同類器件是通過使用最少數量光掩膜板的雙阱互補型金屬氧化物半導體工藝制成的。在氮化物構成的凹口里形成場氧化物隔離區，從而提供一個比較平坦的表面，并且使產生的侵蝕最少。P溝和N溝晶體管都是由硅化，離子注入，源/漏區，自對準柵，在側壁氧化層安置好后使用一種注入物，提供輕摻雜的漏極所構成。P溝和N溝晶體管的閾值電壓是由區槽注入，而不是通過起閾值調整作用的分離的離子注入步驟來建立的。

被認作是本發明特征的新穎的特點將在以下的從屬權項里加以闡明，然而，發明本身以及它的其他特點和優點，通過參看下面的詳細描述，結合附圖閱讀，就能完全理解。其中：

圖1-13是半導體芯片的非常小的一部分的截面的大大地放大了的剖視圖，它顯示在一個半導體器件，諸如動態存貯器或同類的器件里的兩個晶體管，包括一個N溝晶體管和一個P溝晶體管，它們通過按照本發明改進的工藝制造，這些圖顯示了制造過程的按順序排列的各階段;圖5，6和7是部分其余的圖的放大視圖。

參照圖1-13，首先逐步地說明一種按照本發明制作互補型金屬氧化物半導體集成電路器件的工藝。起點是一片輕度P型摻雜的直徑約為4至6英吋、厚度約為15至20密耳的半導體品級的單晶硅的硅片。這薄片是在P+襯底上外延P型的外延層。附圖僅顯示了薄片的極小一部分，大概10微米或12微米寬，它足以說明一個N溝和一個P溝的兩個有代表性的晶體管的形成。可以理解的是，幾百萬甚至幾萬萬只這樣的晶體管將被同時制成在該薄的硅片上，則取決于被制作器件的功能。

參照圖1，在清洗包括襯底部分10的硅片以后，在850-900℃的蒸汽里，一個薄的二氧化硅的覆蓋層11熱生長到約350埃的厚度。使用低壓化學蒸發淀積法使氮化硅覆蓋層12淀積在表面上面到約1000埃的厚度。現在，第一塊光掩膜板用作在光刻膠上形成有圖案的層13，其限定了N區槽，使用光刻膠13作為一種掩膜對氮化物層12蝕刻，然后，光刻膠和氮化物作為一種掩膜，以注入N型雜質到區14，該區即形成區槽。N注入使用在150千電子伏特時劑量約為每平方厘米3×10¹²的磷，在注入以后，除掉光刻膠13，并清洗硅片，硅的氮化物掩膜留在原位。

現在，轉向圖2，一層二氧化硅15使用氮化物12作為掩膜，在約850至900℃的蒸汽里熱生長到約300埃的厚度。在注入區14里的磷進一步擴散進入在氧化層端部前面的硅表面，但未達到其最終深度。在氧化層已生長成以后，通過腐蝕除去氮化物層12，接著使用氧化層15作為掩膜，進行P型注入而形成區16，它將成為N溝晶體管的P區槽，這個注入使用硼作為雜質，在50千電子伏特時劑量約為每平方厘米5.5×10¹²。

下一步是在區槽區里高溫處理使之驅動。硅片在一種惰性氣氛中加熱到1100-1150℃，計幾小時，至從注入區14和16產生區槽區17和18，如圖3所示。區槽區深約3微米，其深部保持標度，但在附圖中看不到。