制造半导体器件的方法技术

在制造包括分别用于非易失存储器元件、输入保护元件和逻辑电路元件的第一、第二和第三ＭＯＳＦＥＴ的半导体器件的方法中，各栅极结构在Ｐ型基片上形成。在该基片中以与第三ＭＯＳＦＥＴ的栅极结构自对准方式注入第一剂量的ｎ型杂质，以形成源极和漏极区域。在该基片中，以与第一和第二ＭＯＳＦＥＴ的栅极结构自对准方式同时注入ｎ型杂质以形成源极和漏极区域。在第三ＭＯＳＦＥＴ的源极和漏极区域的几个部分中注入高于第一剂量的第二剂量的ｎ型杂质。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造在其中具有非易失存储器的半导体器件的方法，特别是制造由单漏极结构晶体管和诸如轻掺杂漏极(LDD)结构或者过渡连接结构那样的双漏极结构晶体管组成的半导体器件的方法。通常，在像单片微计算机芯片的半导体器件中，随机存取存储器(RAM)电路和只读存储器电路(ROM)设置在同一芯片上，而逻辑电路则设在此芯片外。在这种情况中，至少ROM的一部分构成像电可编程只读存储器(EPMOM)那样的非易失存储器。在具有片内非易失存储器的半导体器件中，至少需要三种类型的金属氧化物半导体场效应晶体管(以下简称MOSFET)，如逻辑电路的MOSFET，存储元件的MOSFET(包括具有双栅电极结构的MOSFET)和输入保护MOSFET。在这些MOSFET中，逻辑电路MOSFET最好包含有像轻掺杂漏极结构或缓变结结构那样的双漏极结构形成的源极和漏极区域，以便承受热电子，因为MOSFET必须有抵抗热电子的性能。存储器元件MOSFET中有用单漏极结构形成的源极和漏极区域，因为在非易失存储元件中必须对数据写入有效地产生热电子。在输入保护MOSFET中，用具有低电阻率的单漏极结构形成源极和漏极区域，因为这可以防止由于静电荷的输入引发对MOSFET的致热损坏。下面参照附图说明图1A至1E说明上述制造半导体器件的传统方法。如图1A所示，P型硅基片111设有存储元件形成区域102a、用于输入保护的MOSFET形成区域102b，和在表面区域上用于逻辑电路的MOSFET形成区域102c。在存储器元件形成区域102a中由浮置栅极115a、绝缘膜114和控制栅极115b组成的双栅极结构113a通过栅极绝缘膜112在基片111上形成。在MOSFET形成区域102b和102c中，单栅极结构的栅电极113b和113c通过栅极绝缘膜112在基片111上形成。需要指出的是用于隔离元件的绝缘膜和区域未在图中显示，因为它们已被本领域普通技术人员所知。此后，磷离子以100Kev的加速能量和2～3×1013/cm2注入量以自对准方式对着双栅结构113a及栅电极113b和113c注入基片111，作为其掩膜形成n型低注入量扩散层116。然后，如图1B所示，光致抗蚀剂层119在基片的整个表面形成，随后从构成用于第一光致抗蚀剂掩膜区域102a的存储元件移走光致抗蚀剂层119。其结果是形成区域102b和102c的MOSFET保持被光致抗蚀剂层119覆盖。接着，砷离子以70Kev加速能量和5.0×1015/cm2注入量以对双栅结构113a自调整方式注入基片111使其作为掩膜。其结果是n型高注入量的扩散层118被形成。n型扩散层118的功能是作为具有单漏极结构的存储器元件MOSFET的源极和漏极区域。然后，如图1C所示，移走光致抗蚀剂层119并通过低压力CVD方法在整个基片111上附着硅氧化膜。通过各向导性的离子体蚀刻的方法内蚀刻硅氧化膜，以便边壁绝缘膜120a、120b和120c在双栅极结构和栅电极113b、113c的边壁上形成。然后，如图1D所示，光致抗蚀剂层121在基片111的整个表面形成，随后光致抗蚀剂121从构成用于第二感光致抗蚀剂膜的逻辑电路区域102C和MOSFET移走，以便形成区域102a的存储元件和形成输入保护区域102的MOSFET保留光致抗蚀剂层121的覆盖。接着砷离子以70Kev加速能量和3.0×1015/cm2注入量以对栅电极113C和边壁绝缘膜120C自对准方式注入基片111，使它们作为掩膜。其结果是在保留低浓度n型扩散层122的同时，形成n型高注入量扩散层112。因此，用于逻辑电路的MOSFET形成了具有像过渡连接结构或LDD结构那样的双漏极结构的源极和漏极区域。最后，如图1E所示，光致抗蚀剂层123在基片111的整个表面形成，随后光致抗蚀剂层从构成输入保护区域102b的MOSFET移走，用于第三光致抗蚀剂掩膜，所以，形成区域102a的存储器元件和形成逻辑电路区域102C的MOSFET保留被光致抗蚀剂层123的覆盖。接着，磷离子以70Kev加速能量和1.0×1015/cm2剂量对栅电极113b和边壁绝缘膜120b以自对准方式注入基片111，使其作为掩膜。因此在保留低渗透浓度n型扩散层116的同时，形成了高剂量的n型扩散层124。在离子注入后进行热处理，此时由于磷离子具有比磷离子高的扩散系数，磷离子从n型高剂量扩散层向边壁绝缘膜120b下面的部分扩散，所以具有单漏极结构的源极和漏极区域被完成。在如上所述的制造具有非易失存储器的半导体器件的传统方法中，具有用于存储元件和输入保护的单漏极结构的MOSFET和具有用于逻辑电路的双漏极结构的MOSFET是通过这样一种处理过程形成的，即以低剂量将杂质同注入所有的MOSFET和高剂量将质逐一注入每一个MOSFET。因此需要3种掩膜处理和4种离子离子注入处理。因而，要降低半导体器件的生产成本和提高产品的生产效率都是很困难的。本专利技术是出于上述观点提出的，其专利技术目的是提供一种具有简化处理过程的制造半导体器件的方法，该半导体器件具有各种类型的MOSFET。本专利技术的另一目的是提供一种制造半导体器件的方法，它能根据漏极结构简化制造方法。为实现本专利技术的目的，制造包含在单片芯片上的非易失存储元件，输入保护元件和逻辑电路元件的半导体器件的方法包括以下步骤a)在第一导电型基片上形成非易失存储器元件、输入保护元件和逻辑电路元件的栅极结构；b)在基片中对具有第一剂量的用于逻辑电路元件的栅极结构以自对准方式注入第二导电型杂质以构成逻辑电路元件的源极和漏极区域；c)在基片中，对非易失存储元件和输入保护元件的栅极结构以自对准方式同步地注入第二导电型杂质，以形成非易失存储器元件和输入保护元件的源极和漏极区域；d)除了具有比第一注入量高的第二剂量的栅极结构外，在逻辑电路元件的源极和漏极区域的几个部分中注入第二导电型杂质。非易失存储元件，输入保护元件和逻辑电路元件可以是分别需要有产生热电子性能的第一类型的MOSFET、需要有阻止静电损坏性能的第二类型MOSFET，和需要有阻止热电子的第三类型的MOSFET。边壁绝缘膜在逻辑电路元件的注入之前优先在非易失存储器元件，输入保护元件和逻辑电路元件的每一个边壁上形成，如果有了边壁绝缘膜，在逻辑电路元件的源极和漏极几个部分中对准边壁绝缘膜和逻辑电路元件的栅极结构注入第二导电型杂质。在这种情况，能够进行注入以形成具有轻掺杂漏极结构的漏极区域或者形成具有缓变结结构的源极和漏极区域。为了形成非易失存储器元件和输入保护元件的源极和漏极区域，最好用第一剂量以和非易失存储器元件，输入保护元件和逻辑电路元件的栅极结构以自对准方式在基片中同步地注入第二导电型杂质。磷离子的注入在步骤(b)中执行，砷离子的注入在步骤(c)和(d)中执行。在步骤(c)中通过使用作第一掩膜的光致抗蚀剂遮掩要形成的逻辑电路区域；在步骤(d)中通过作为第二掩膜的光致抗蚀剂遮掩要形成的固定存储部件和输入保护部件的区域。为了完成本专利技术的另一目的，包含在单片芯片上的需要有能力产生热电子的第一类MOSFET，需要有阻止静电击穿的第二类MOSFET，和需要有阻止热电子的第三类的MOSFET的制造半导体器件的方法包括以下步骤(a)在第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造包含非易失存储元件、输入保护元件和逻辑电路元件的半导体器件的方法，包括以下步骤：（ａ）在第一导电型基片上形成非易失存储元件，保护元件和逻辑电路元件的栅极结构；（ｂ）通过用于为遮掩逻辑电路元件的第一掩膜的杂质注入形成非易失存储器元 件和输入保护元件；（ｃ）通过用于为遮掩非易失存储器元件和输入元件的第二掩膜的杂质注往菜成逻辑电路元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1994-9-14 244921/941.制造包含非易失存储元件、输入保护元件和逻辑电路元件的半导体器件的方法，包括以下步骤(a)在第一导电型基片上形成非易失存储元件，保护元件和逻辑电路元件的栅极结构；(b)通过用于为遮掩逻辑电路元件的第一掩膜的杂质注入形成非易失存储器元件和输入保护元件；(c)通过用于为遮掩非易失存储器元件和输入元件的第二掩膜的杂质注入形成逻辑电路元件。2.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其特征在于非易失存储器元件是必须有热电子产生性能的金属氧化物半导体场效应晶体管(简称MOSFET)，输入保护元件是性能能阻止静电击穿的MOSFET，逻辑电路元件必须是能阻止热电子的MOSFET。3.根据权利要求1或2所述的制造半导体器件的方法，其特征在于所述的步骤(c)包括对非易失存储器元件和输入保护元件以自对准方法在基片中同步地注入第二导电型杂质以形成非易失存储器元件和输入保护元件的源极和漏极区域。4.根据权利要求1或2所述的制造半导体器件的方法，其特征在于所述的步骤(b)包括以下步骤在基片用第一剂量的第二导电型杂质以自对准逻辑电路元件的栅极结构注入以形成逻辑电路元件的源极和漏极区域；除了具有比第一剂量高的第二剂量的栅极结构外，在逻辑电路的源极和漏极区域的部分中注入第二导电型杂质。5.根据权利要求1或2所述的制造半导体器件的方法，进一步包括(d)在非易失存储器元件、输入保护元件和逻辑电路元件的每一个边壁上形成边壁绝缘膜。6.根据权利要求5所述的制造半导体器件的方法，其特征在于步骤(b)包含在逻辑电路元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：工藤隆治，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]