半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术的目的是采用一种简单的工艺来提供ＭＯＳ型晶体管，其中高浓度结可以被非常浅且稳定地形成，以避免由于生产中的差异所造成的构成漏／源区域的高浓度区域延伸超过接触孔，而这是采用传统的具有ＬＤＤ结构的ＭＯＳ型晶体管所无法达到的。本发明专利技术具有如下特征。即，在形成ＭＯＳ型晶体管的接触孔时，采用了氮化膜作为腐蚀阻挡膜以阻止硅衬底被过腐蚀。通过使用接触孔作为掩模，采用离子注入工艺来形成构成源／漏区域的高浓度的扩散区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别地，涉及一种MOS型晶体管，它具有高浓度浅结，用于以稳定的方式形成源/漏区域。
技术介绍
到目前为止，下面的具有沟道区207的结构已经广为人知(例如，参照JP 2002-057326 A(附图1))。更确切的说，栅电极通过在硅半导体衬底上形成的栅氧化膜形成，该栅氧化膜被场氧化膜包围，并且在硅半导体衬底的表面中在栅电极的两端形成有低浓度的扩散层。在每一个低浓度扩散层中，称作源/漏区域的高浓度扩散层形成在远离栅电极的位置。不必说，沟道区是在栅电极下面的硅半导体衬底表面中形成。不过，根据最近微型化的需要，传统的具有LDD(轻掺杂漏)结构的MOS型晶体管需要有浅结。另外，规定的精确度对接触孔的深度和形成源/漏区域的高浓度区的深度有着非常苛刻的影响，因此用现有的生产线满足上述的要求十分困难。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的就是要提供一种MOS型晶体管，其中高浓度结可以被非常浅且稳定地形成，以避免由于生产中的差异造成构成源/漏区域的高浓度区域延伸到超过接触孔，而这是采用传统的具有LDD结构的MOS型晶体管所无法达到的。为了达到上述目的，根据本专利技术，应用了下述若干方法(1)一种半导体器件，包含场氧化膜，所述场氧化膜形成在一种导电类型的半导体衬底上；栅电极，所述栅电极通过栅氧化膜形成于一种导电类型的半导体衬底上，并被场绝缘膜所包围；具有相反导电类型的低浓度源/漏区域，所述源/漏区域形成在被场氧化膜和栅电极所包围的区域中；层间膜，用以实现栅电极以及具有相反导电类型的低浓度源/漏区域与形成在其上的布线之间的电绝缘； 接触孔，所述接触孔形成在层间膜中，用以在布线与栅电极以及具有相反导电类型的低浓度的源/漏区域之间提供电连接；氮化膜，用于阻止在层间膜中形成接触孔时对一种导电类型的半导体衬底的过腐蚀；以及具有相反导电类型的高浓度扩散层，所述高浓度扩散层仅仅被选择性地形成于其中形成有接触孔的具有相反导电类型的低浓度源/漏区域中。(2)一种半导体器件，其中具有相反导电类型的低浓度源/漏区域的杂质浓度为1×1016-1×1018atoms/cm3。(3)一种半导体器件，其中具有相反导电类型的高浓度扩散层的杂质浓度为1×1019-5×1020atoms/cm3。(4)一种半导体器件，其中氮化膜的膜厚度为100-500。(5)一种MOS型晶体管的制造方法，包括在半导体衬底的表面上形成栅绝缘膜；在栅绝缘膜上通过图形化形成栅电极；使用栅电极作为掩模，采用离子注入对半导体衬底表面掺入杂质，形成低浓度扩散区；形成覆盖整个表面的氮化膜；形成层间膜，所述层间膜包含有在氮化膜的整个表面上的杂质，并通过热处理使所述层间膜平坦；选择性地腐蚀层间膜，以在低浓度扩散区和栅电极上形成接触孔；使用接触孔作为掩模，采用离子注入对半导体衬底表面掺入杂质，形成高浓度扩散区；进行热处理；通过真空蒸发或溅射在整个表面上沉积金属材料形成膜，并通过光刻或者腐蚀对金属材料进行图形化；以及在整个半导体衬底上覆盖表面保护膜。(6)一种半导体器件的制造方法，其中含有杂质的层间膜包含BPSG层间膜。(7)一种半导体器件的制造方法，其中在形成含有杂质的氧化膜之后，进行热处理以激活杂质，热处理的温度为800-1,050℃，时间为3分钟或更短。附图说明在附图中图1是根据本专利技术的实施例1的P沟道MOS型晶体管的剖面示意图；图2是显示了栅电极的一端与源/漏区域的接触孔的一端之间的距离(S1)与漏极击穿电压之间的关系的曲线图；图3是显示了在场氧化膜下的沟道终止的一端与源/漏区域的接触孔的一端之间的距离(S2)与漏极击穿电压之间的关系的曲线图；图4A～4E是按步骤顺序的、根据本专利技术的实施例1的P沟道MOS型晶体管的制造方法的每一步骤剖面示意图；图5F-5I是在图4E的步骤之后，按步骤顺序的、根据本专利技术的实施例1的P沟道MOS型晶体管的制造方法的每一步骤剖面示意图。具体实施例方式根据本专利技术的半导体器件，可以提供一种MOS型的晶体管，其具有稳定的漏/源区域，其中组成漏/源区域的高浓度区域可以浅地形成，这样就可以避免由于生产中的差异等造成的该区域延伸超过接触孔。在下文中，参照附图，将描述本专利技术的优选实施例。在此，将详细地描述根据本专利技术的实施例1的半导体器件。附图1是根据本专利技术的P沟道MOS型晶体管半导体器件的剖面示意图。P沟道MOS型晶体管包括栅氧化膜211和多晶硅栅电极205，其形成在P型硅半导体衬底201上面的N型井区域202上；低浓度的P-型扩散层204，其形成在硅衬底表面上的栅电极的两侧；使用接触孔210作为掩模形成的高浓度的P+型扩散层203；以及形成在它们之间的沟道区域207。形成场氧化膜208以及沟道终止区域209用来对各个部分之间进行绝缘。需要注意的是，不总是需要使用P型硅半导体衬底形成N型井区域。P沟道MOS型晶体管也可以形成在N型硅半导体衬底上。另外，在形成具有相反导电类型的N沟道MOS型晶体管时，在N型硅半导体衬底上形成P型井区域，这样该晶体管包括栅氧化膜和多晶硅栅电极，其形成在P型井区域上；低浓度的N-型扩散层，其形成在硅衬底表面上的栅电极的两侧；高浓度的N+型扩散层，以及形成在它们之间的沟道区域。形成场氧化膜以及沟道终止区域用来对各个部分之间进行绝缘。需要注意的是，并不总是需要使用N型硅半导体衬底。N沟道MOS型晶体管也可以形成在P型硅半导体衬底上。通常，在形成接触孔时，使用干法刻蚀来形成这些孔以使其表面积最小化。使用干法刻蚀时，硅衬底表面也会被腐蚀，从而造成接触孔深度的差异。然而，如图1中清楚表明的，在本实验中，连续进行干法刻蚀以形成直到氮化膜的孔，而氮化膜则通过湿法刻蚀穿孔。作为结果，接触孔形成后，硅衬底表面并未受到刻蚀且没有在其上造成大的损伤。此外，使用接触孔作为掩模，采用离子注入工艺形成构成源/漏区域的高浓度区域。由此可以理解到，源/漏区域是以自对准的方式形成的。因此，基本上不受生产差异影响的稳定的高浓度结可以被浅地形成，使得其具有稳定的电特性。而且，与此同时，形成接触孔的位置被改变，因此不仅可以容易地改变栅电极的一端与高浓度的扩散区域的一端之间的距离(S1)，还可以容易地改变高浓度的扩散区域的一端与场氧化膜的一端之间的距离(S2)。换句话说，根据需要的漏极击穿电压，与场氧化膜下面的沟道终止区域对应的结击穿电压，以及漏/源区域和栅电极之间的重叠电容，低浓度扩散区域的宽度S1、S2以及每一低浓度扩散区域的浓度都是可控制的。通过这种方法，可以得到适合于高集成度和高速运行的MOS型晶体管。参照图2和3，将描述其中的一个例子。图2显示了当通过2.5×1012atoms/cm2剂量的离子注入形成低浓度扩散区域时，栅电极的一端与接触孔的一端之间的距离(S1)与漏极击穿电压之间的关系曲线。如图2中清楚表明的，漏电压和距离S1相关地变化。另外，漏极击穿电压可以容易地通过改变每一个低浓度区域和每一个高浓度区域的浓度来改变。此外，图3显示了高浓度的扩散区域的一端和场氧化膜的一端之间的距离(S2)与对于氧化膜下面的沟道终止区域的结击穿电压之间的关系。如图3中清楚表明的，结击穿电压可以通过改变距离S2很容易地被改变。另外，结击穿电压也可以容易地通过改变沟道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：场氧化膜，其形成在一种导电类型的半导体衬底上；栅电极，其通过栅氧化膜形成在一种导电类型的半导体衬底上，并被场绝缘膜所包围；具有相反导电类型的低浓度的源／漏区域，所述源／漏区域形成在被场氧化膜和栅 电极所包围的区域中；层间膜，用以实现栅电极以及具有相反导电类型的低浓度的源／漏区域与形成在其上的布线之间的电绝缘；接触孔，其形成在层间膜中，用以在布线、栅电极以及具有相反导电类型的低浓度的源／漏区域之间提供电连接；氮 化膜，被形成用于阻止在层间膜中形成接触孔时一种导电类型的半导体衬底被过腐蚀；以及具有相反导电类型的高浓度扩散层，其仅被选择性地形成在其中形成有接触孔的具有相反导电类型的低浓度源／漏区域中。

【技术特征摘要】
JP 2003-1-15 6629/031.一种半导体器件，包括场氧化膜，其形成在一种导电类型的半导体衬底上；栅电极，其通过栅氧化膜形成在一种导电类型的半导体衬底上，并被场绝缘膜所包围；具有相反导电类型的低浓度的源/漏区域，所述源/漏区域形成在被场氧化膜和栅电极所包围的区域中；层间膜，用以实现栅电极以及具有相反导电类型的低浓度的源/漏区域与形成在其上的布线之间的电绝缘；接触孔，其形成在层间膜中，用以在布线、栅电极以及具有相反导电类型的低浓度的源/漏区域之间提供电连接；氮化膜，被形成用于阻止在层间膜中形成接触孔时一种导电类型的半导体衬底被过腐蚀；以及具有相反导电类型的高浓度扩散层，其仅被选择性地形成在其中形成有接触孔的具有相反导电类型的低浓度源/漏区域中。2.如权利要求1所述的半导体器件，其中具有相反导电类型的低浓度源/漏区域的杂质浓度为1×1016-1×1018atoms/cm3。3.如权利要求1所述的半导体器件，其中具有相反导电类型的高浓度扩散层的杂质浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：海老原美香，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]