[其他]垂直倒相器電路

無效

• 申請號: 86108046
• 申請日: 1986-10-28
• 公開（公告）號: CN86108046A
• 公開（公告）日: 1987-07-01
• 發明（設計）人: 阿什溫·H·薩;巴拉布·K·查特爾基
• 申請（專利權）人: 得克薩斯儀器公司
• 主分類號: H01L27/08
• 分類號: H01L27/08
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 馮曉明,魏文忠

本申請是申請號為U.S.780，500，申請日為1985年9月25日的申請的繼續申請。

本發明所屬領域為集成電路制造工藝。更具體地說，本發明涉及互補金屬氧化物半導體（CMOS）的設計。

目前的集成電路制造工藝，元件是沿面半導體襯底的表面水平地制作在半導體襯底上，這樣的制造工藝要進一步減少器件尺寸就會遇到不可克服的困難。光刻技術受到邊緣效應的限制，即使紫外光也不例外。相互之間距離極小的水平場效應晶體管很容易閂鎖。因而，本發明的一個目的就是提供一種工藝以克服這些問題。

由于單個場效應晶體管的一個現有的解決方案是使用垂直結構，有關例子可見張（Chang）等人的論文，標題是“深溝道絕緣垂直場效應晶體管隨機存取存儲器”，刊于“IBM公司技術發明”（IBM????Technical????Disclosuve），Vo????l.22，NO.8B，1984年1月的一期上以及正在辦理的申請號為U.S.679，663，申請日為1984年11月7日的相關待批專利申請。這里把它們列出供參考。然而，用于制造垂直晶體管的現有技術僅僅適用于經選擇的單一導電類型的單個晶體管。因此，將現有垂直晶體管制造工藝用于低功耗和小尺寸的邏輯單元布線的CMOS的話，即使不是不可能，也將是困難重重。

本發明的一個實施例中，包含一個垂直倒相器。在一塊N型襯底表面上形成一層P型材料，然后再依形成一N層，一P層，一N層，一P層（當然，在制造過程中，可以使用不同的摻雜物質，但這也落在本發明的范圍內）。然后，沿著以上述方式形成的疊層的一側，蝕刻出一條溝道，并且在P層和N層的中間形成一個接線端。接著，再在一個柵極絕緣體和一個柵極形成的地方構成另一條溝道。此柵極用作以上述方法作成的N型溝道和P型溝道晶體管的柵極。本發明的另一個實施例是一種電路，它使用在上述垂直倒相器中存在的內部連接點來提供一個邏輯或非門。

圖1A至1G是簡略的側視圖，描述了為制作本發明的最初申請（原申請）中的一個實施例所必需的步驟;

圖2是一個平面圖，描述了如圖1A至1G中所示的實施例，在一個倒相器鏈中鄰近的倒相器連接在一起：

圖3A至3B是本發明實施例中的或非門電路簡圖;

圖4是如圖3A所示電路的平面圖;

圖5A和5B是本發明的另一實施例的與非門簡圖。

圖1A是為實現發明的最初本發明（原始發明）中的一個實施例所必需的步驟的簡略側視圖。外延層（2）至（6）是使用諸如分子束外延生長工藝而制作在襯底（1）的表面上的。使用這種工藝，在N和P型摻雜材料之間可以制成突變的過渡。例如，使用現有技術，P型層（2）的厚度近似可為2000到5000埃，N層（3）的厚度可為1000到2000埃，P層（4）的厚度可為1000到2000埃，N層（5）可為2000到5000埃，P層（6）的厚度近似可為1000到2000埃。當然，比這些層薄一點或厚一點還是屬于本發明的范圍。這些層的厚度決定了晶體管的溝道的長度。在本實施例中，N溝道晶體管的溝道長度是由層（2）的厚度決定的，而實施例中的P溝道晶體管的溝道長度則是由層（5）的厚度決定的。掩蔽層（7）是由合適的掩蔽材料構成的，并且通過使用人所共知的光刻工藝在P層（6）的表面上制成圖形。在制備如圖1B中所示的溝槽（8）的蝕刻步驟中，要使用掩蔽層（7）。

溝槽（8）的制備是基于兩個目的。主要目的是為了在本詳細說明中接下來將要述及的垂直倒相器之間建立一個內部互連層。其次，是為了使按本詳細說明中所述方法制備的垂直倒相器之互相絕緣。絕緣區（20）（如平面圖2中所示）將被掩蔽起來從而在溝槽（8）中提供一個整個地充滿了二氧化硅的區域。如圖1C中所示，使用諸如化學汽相淀積方法將二氧化硅層（9）形成在如圖1B所示的結構的表面上。再深（內）蝕刻二氧化硅層（9）從而產生二氧化硅絕緣區（20）（圖2），該絕緣區（20）填在溝槽（8）中，特定的垂直倒相器需要彼此電絕緣的區域。在集成電路的其他區域中，二氧化硅層（9）將被深（內）蝕刻以提供如圖1D中所示的二氧化硅插塞（10）。類似的填充和深（內）蝕刻工藝被使用于制備鎢層（11）和二氧化硅層（12）。層（11）用鎢只是舉一個例子，其他導電材料均可取代層（11）中的鎢。鎢的替代材料要能夠有適應沉淀的能力。這種性能有助于避免沉淀材料和在其沉淀的表面之間有空隙存在，而這正是在用淀積法淀積入溝槽時的一個典型的問題。然后，去掉掩蔽層（7），并在如圖1D所示的結構的表面上形成掩蔽層（13）。