專利名稱：互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制作方法，尤指一種具有優(yōu)良閉鎖防制能力(latch-up robustness)的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶 體管及其制作方法。
背景技術(shù)：
互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶體管是由一個N型金屬氧化物半導(dǎo) 體(NMOS)晶體管與一個P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管所組成的半導(dǎo) 體基本元件。請參考圖1，圖1為已有互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖l所示，已有互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管包含有一P型的半導(dǎo)體基 底10,而由仰視方向的半導(dǎo)體基底IO可區(qū)分P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū) 20與N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)40，并利用隔離結(jié)構(gòu)12加以隔離。P型 金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)20內(nèi)設(shè)置有N型阱22位于半導(dǎo)體基底10中、柵 極絕緣層24位于半導(dǎo)體基底10的表面、柵極電極26位于柵極絕緣層24的 表面、二個間隔壁28位于柵極電極26的兩側(cè)，以及二個P型的源極/漏極 摻雜區(qū)30分別位于二個間隔壁28兩側(cè)的半導(dǎo)體基底10中。另外，柵極電 極26兩側(cè)的間隔壁28下方的半導(dǎo)體基底10中另分別設(shè)置有一的輕摻雜漏 極32，而各輕摻雜漏極32下方的半導(dǎo)體基底10內(nèi)則設(shè)置有口袋型(halo or pocket)摻雜區(qū)34。另一方面，N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)40內(nèi)設(shè)置有P型阱42位于半 導(dǎo)體基底10中、柵極絕緣層44位于半導(dǎo)體基底10的表面、柵極電極46位 于柵極絕緣層44的表面、二個間隔壁48位于柵極電極46的兩側(cè)，以及二 個N型的源極/漏極摻雜區(qū)50分別位于二個間隔壁48兩側(cè)的半導(dǎo)體基底10 中。另外，柵極電極46兩側(cè)的間隔壁48下方的半導(dǎo)體基底10中另分別設(shè) 置有輕摻雜漏極52。目前集成電路中已廣泛使用互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管作為主要的基本電子元件，但在工藝線寬的不斷精進(jìn)的情況下，P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管彼此間的隔離更顯得重要，否則容易發(fā)生閉鎖現(xiàn)象。另外，對于某些具備高電流或高電壓的集成電路而言，例如才莫擬電^各(analogue IC)或電源管理電路(PMIC)而言，互補(bǔ)式金屬氧化物半 導(dǎo)體晶體管更是容易產(chǎn)生閉鎖現(xiàn)象。請繼續(xù)參考圖2與圖3，并一并參考圖1。圖2為p叩n二極管的示意圖， 圖3為圖2的pnpn二極管的電流對電壓的關(guān)圖。如圖1所示，互補(bǔ)式金屬 氧化物半導(dǎo)體晶體管以反相器(inverter)的方式連接，以測試閉鎖現(xiàn)象。在P 型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)20中，P型的源極/漏極30、 N型阱22與P型 的半導(dǎo)體基底10會形成直立式pnp雙極性晶體管，而另一方面N型金屬氧 化物半導(dǎo)體元件區(qū)40中，N型的源極/漏極50與P型阱42，與P型金屬氧 化物半導(dǎo)體元件區(qū)20的N型阱22則會形成橫向式npn雙極性晶體管。由于 直立式pnp雙極性晶體管的基極(base)與橫向式npn雙極性晶體管的集電極 (collector)相接，同時直立式p叩雙極性晶體管的集電極亦與橫向式npn雙極 性晶體管的基極相接，在此狀況下任一雙極性晶體管的基極都處于被另一雙 極性晶體管的集電極驅(qū)動(driven)的狀態(tài)，因而使直立式pnp雙極性晶體管與 橫向式npn雙極性晶體管形成正回饋回路(positive feedback loop)。上述正回饋回路可視為寄生p叩n二極管，如圖2所示，而p叩n二極管 的電流(I)與電壓(V)的操作曲線如圖3所示。pnpn 二極管的引發(fā)電流 (triggering current)為IH，當(dāng)電流大于引發(fā)電流(I > 1^時，pnpn 二極管會處于 運(yùn)作的狀態(tài)，而使互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管產(chǎn)生閉鎖現(xiàn)象。 一旦發(fā)生 閉鎖現(xiàn)象，將使互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管暫時性甚至永久性喪失功 能，而影響互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的正常運(yùn)作，因此在互補(bǔ)式金屬 氧化物半導(dǎo)體晶體管的設(shè)計(jì)與制作過程中，如何避免閉鎖現(xiàn)象的發(fā)生成為研 發(fā)上的重要課題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的在于提供一種制作互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管 的方法，以提升互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的閉鎖防制能力。本發(fā)明的另 一個目的在于提供一種具有優(yōu)良閉鎖防制能力的互補(bǔ)式金 屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種制作互補(bǔ)式金屬氧化物半 導(dǎo)體晶體管的方法。首先提供半導(dǎo)體基底，其包含有第一導(dǎo)電型金屬氧化物 半導(dǎo)體元件區(qū)與第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)，且該半導(dǎo)體基底于該 第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)包含有第二導(dǎo)電型摻雜阱，而于該第二 導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)包含有第一導(dǎo)電型摻雜阱。接著于該半導(dǎo)體 基底的表面形成多個隔離結(jié)構(gòu)，并于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū) 形成柵極結(jié)構(gòu)。之后，于該半導(dǎo)體基底的表面形成第一掩模圖案，其中該第 一掩模圖案曝露出該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)以 及該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體基底。隨后，利用該第一掩模圖案作為掩模，通 過離子注入于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的 該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成二個輕摻雜漏極。再次利用該第一掩模圖案作為 掩模，通過離子注入于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu) 兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成二個深口袋型摻雜區(qū)，其中該二個深口袋 型摻雜區(qū)為第二導(dǎo)電型。之后，去除該第一掩模圖案，并于該第一導(dǎo)電型金 屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)以及該第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體 元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成間隔壁。然后于該半導(dǎo)體基底的表面形成第 二掩模圖案，其中該第二掩模圖案曝露出該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元 件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)以及該柵極結(jié)構(gòu)的該間隔壁兩側(cè)的該半導(dǎo)體基底。接著利 用該第二掩模圖案作為掩模，通過離子注入于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo) 體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成二個源極/漏極摻 雜區(qū)。隨后去除該第二掩模圖案。本發(fā)明制作互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的方法利用制作輕摻雜漏 極的掩模圖案作為掩模， 一并制作出深口袋型摻雜區(qū)，不僅可提升閉鎖防制 能力，同時又不會增加額外的掩模成本。為了使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能更近一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容， 請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖。然而所附圖式僅供參考與輔助說 明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


圖1為已有的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為pnpn二極管的示意圖。圖3為圖2的pnpn二極管的電流對電壓的關(guān)圖。圖4為本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例制作互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的 方法流程圖。圖5至圖11為本發(fā)明的第一實(shí)施例制作互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體 管的方法示意圖。圖12為本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例制作互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管 的方法流程圖。圖13至圖19為本發(fā)明的第二實(shí)施例制作互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體 管的方法示意圖。主要元件符號說明IO半導(dǎo)體基底12隔離結(jié)構(gòu)20P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)22 N型阱24柵極絕緣層26柵極電極28間隔壁30源極/漏極摻雜區(qū)32輕摻雜漏極34 口袋型摻雜區(qū)40N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)42 P型阱44柵極絕緣層46柵極電極48間隔壁50源極/漏極摻雜區(qū)52輕摻雜漏極70半導(dǎo)體基底72P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)74 N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)76N型摻雜阱78 P型摻雜阱80隔離結(jié)構(gòu)82柵極絕緣層84柵極絕緣層86柵極電極88柵極電極89掩模圖案90輕摻雜漏極92間隔壁93掩模圖案94源極/漏極摻雜區(qū)96N型摻雜區(qū)98第一掩模圖案100 輕摻雜漏極102口袋型摻雜區(qū)104 深口袋型摻雜區(qū)106源極/漏極摻雜區(qū)108 P型4參雜區(qū)118第二掩模圖案120半導(dǎo)體基底122P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124 N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū) 126N型摻雜阱128 P型摻雜阱132 槺4及絕纟彖層136 槺極電極 139掩模圖案142 間隔壁144 源極/漏極摻雜區(qū) 148第一掩模圖案152 口袋型摻雜區(qū)156 源極/漏極摻雜區(qū) 160第二掩模圖案130隔離結(jié)構(gòu)1344冊4及絕纟彖層138柵極電極140二個輕摻雜漏極143掩模圖案146N型摻雜區(qū)150輕摻雜漏極154深口袋型摻雜區(qū)158P型摻雜區(qū)具體實(shí)施方式
請參考圖4,圖4為本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例制作互補(bǔ)式金屬氧化物半 導(dǎo)體晶體管的方法流程圖。如圖4所示，本實(shí)施例制作互補(bǔ)式金屬氧化物半 導(dǎo)體晶體管的主要流程步驟包含有步驟60:提供半導(dǎo)體基底； 步驟61:形成摻雜阱； 步驟62:形成隔離結(jié)構(gòu)； 步驟63:制作柵極結(jié)構(gòu)；步驟64:制作輕摻雜漏極、口袋型摻雜區(qū)與深口袋摻雜區(qū)； 步驟65:制作間隔壁；以及 步驟66:制作源極/漏極。請繼續(xù)參考圖5至圖11,圖5至圖11為本發(fā)明的第一實(shí)施例制作互補(bǔ) 式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的方法示意圖。于本實(shí)施例中，第一導(dǎo)電型為P 型，而第二導(dǎo)電型為N型，但并不限于此，于其它實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電型 亦可為N型，而第二導(dǎo)電型則為P型。如圖5所示，首先提供P型的半導(dǎo) 體基底70，由仰視方向的半導(dǎo)體基底70包含有P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件 區(qū)72，用以制作P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，以及N型金屬氧化物半導(dǎo) 體元件區(qū)74，用以制作N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。接著于P型金屬氧 化物半導(dǎo)體元件區(qū)72的半導(dǎo)體基底70中形成有N型摻雜阱76，并于N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)74的半導(dǎo)體基底70中形成P型摻雜阱78。隨后， 于半導(dǎo)體基底70的表面形成多個隔離結(jié)構(gòu)80，例如場氧化層或淺溝隔離結(jié)構(gòu)。如圖6所示，接著于半導(dǎo)體基底70的表面依序形成介電層如氧化硅層， 以及導(dǎo)電層如多晶硅層，并利用光刻與蝕刻技術(shù)分別于P型金屬氧化物半導(dǎo) 體元件區(qū)72的半導(dǎo)體基底70上形成柵極絕緣層82與柵極電極86，以及于 N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)74的半導(dǎo)體基底70上形成柵極絕緣層84與 柵極電極88。如圖7所示，接著利用掩模圖案89遮蔽N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū) 74的表面以及部分P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)72的表面，并通過離子注 入工藝于N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)74的柵極電極88兩側(cè)的半導(dǎo)體基底 70中形成二個輕摻雜漏極90，再去除掩模圖案89。如圖8所示，隨后于半導(dǎo)體基底70的表面形成第一掩模圖案98,例如 光刻膠圖案，第 一掩模圖案98覆蓋N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)74與部分 P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)72,而曝露出P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū) 72的柵極電極86以及柵極電極86兩側(cè)的半導(dǎo)體基底70。隨后，利用第一 掩模圖案98作為掩模，通過離子注入于P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)72的 柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的N型摻雜阱76中形成二個輕度P型(P-)的輕摻雜漏極100, 以及二個輕度N型(N-)的口袋型摻雜區(qū)102。利用同樣的第一掩模圖案作98 為掩模，通過離子注入于P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)72的柵極電極86兩 側(cè)的N型摻雜阱76中形成二個重度N型(N+)的深口袋型(de印halo^參雜區(qū) 104。輕摻雜漏極100、 口袋型摻雜區(qū)102與深口袋型摻雜區(qū)104利用相同的 第一掩模圖案98作為掩模，并分別利用不同的離子注入工藝形成于N型摻 雜阱76中，再伴隨一次或數(shù)次退火工藝以驅(qū)入摻質(zhì)。值得說明的是用以形 成輕摻雜漏極IOO、 口袋型摻雜區(qū)102與深口袋型摻雜區(qū)104的離子注入工 藝的進(jìn)行先后順序并不受本實(shí)施例上述說明所限定而可適狀況加以變更，而 其中深口袋型摻雜區(qū)104利用高能高劑量離子注入工藝加以形成，使其位于 口袋型摻雜區(qū)102與輕摻雜漏極100的下方并對應(yīng)口袋型摻雜區(qū)102與輕摻 雜漏極IOO。在本實(shí)施例中，高能高劑量離子注入工藝的離子注入能量約介 于150至180kev之間，而離子注入濃度約介于1013至1014原子/cm3之間，但并不限于此。深口袋型摻雜區(qū)104的存在可增加位于P型金屬氧化物半導(dǎo) 體元件區(qū)72中的直立式pnp雙極性晶體管的基極寬度(base width)，并降低 其P增益(beta gain),因此可避免閉鎖現(xiàn)象的發(fā)生。如圖9所示，隨后去除第一掩模圖案98,并于P型金屬氧化物半導(dǎo)體 元件區(qū)72的柵極電極86與N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)74的柵極電極88 的兩側(cè)壁形成間隔壁92。接著利用掩模圖案93遮蔽部分P型金屬氧化物半 導(dǎo)體元件區(qū)72的表面以及部分N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)74的表面，并 通過離子注入工藝于N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)74的間隔壁92兩側(cè)的半 導(dǎo)體基底70中形成二個源極/漏極摻雜區(qū)94,并同時于P型金屬氧化物半導(dǎo) 體元件區(qū)72的半導(dǎo)體基底70中形成用來與N型摻雜阱76電連接的N型摻 雜區(qū)96。隨后去除掩^^莫圖案93。如圖IO所示，隨后于半導(dǎo)體基底70的表面再形成第二掩模圖案118， 第二掩模圖案118遮蔽部分P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)72的表面以及部 分N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)74的表面，并通過第二掩模圖案118為掩 模以離子注入工藝于P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)78的間隔壁92兩側(cè)的半 導(dǎo)體基底70中形成二個源極/漏極摻雜區(qū)106,同時于N型金屬氧化物半導(dǎo) 體元件區(qū)74的半導(dǎo)體基底70中形成用來與P型摻雜阱78電連接的P型摻 雜區(qū)108。如圖11所示，最后去除第二掩模圖案118,即制作出具有深口袋 型摻雜區(qū)104的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。由上述可知，本實(shí)施例的深口袋型摻雜區(qū)104與口袋型摻雜區(qū)102以及 輕摻雜漏極100通過同一第一掩模圖案98分別進(jìn)行離子注入工藝所制作出， 因此不需另行增加額外掩模即可達(dá)到避免閉鎖現(xiàn)象的作用。請參考圖12，圖12為本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例制作互補(bǔ)式金屬氧化物 半導(dǎo)體晶體管的方法流程圖。如圖12所示，本實(shí)施例制作互補(bǔ)式金屬氧化 物半導(dǎo)體晶體管的主要流程步驟包含有步驟110:提供半導(dǎo)體基底；步驟lll:形成摻雜阱；步驟112:形成隔離結(jié)構(gòu)；步驟113:制作柵極結(jié)構(gòu)；步驟114:制作輕摻雜漏極與口袋型摻雜區(qū)；步驟115:制作間隔壁；以及步驟116:制作源才57漏極與深口袋摻雜區(qū)。請繼續(xù)參考圖13至圖19,圖13至圖19為本發(fā)明的第二實(shí)施例制作互 補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的方法示意圖。于本實(shí)施例中，第一導(dǎo)電型為 P型，而第二導(dǎo)電型為N型，但本發(fā)明的方法及應(yīng)用并不限于此，于其它實(shí) 施方式中，第一導(dǎo)電型亦可為N型，而第二導(dǎo)電型則為P型。如圖13所示， 首先提供P型的半導(dǎo)體基底120，由仰視方向觀的半導(dǎo)體基底120包含有P 型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)122，用以制作P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管， 以及N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124,用以制作N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶 體管。接著于P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)122的半導(dǎo)體基底120中形成有 N型摻雜阱126，并于N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124的半導(dǎo)體基底120 中形成P型摻雜阱128。隨后，于半導(dǎo)體基底120的表面形成多個隔離結(jié)構(gòu) 130，例如場氧化層或淺溝隔離結(jié)構(gòu)。如圖14所示，接著于半導(dǎo)體基底120的表面依序形成介電層如氧化硅 層，以及導(dǎo)電層如多晶硅層，并利用光刻與蝕刻技術(shù)分別于P型金屬氧化物 半導(dǎo)體元件區(qū)122的半導(dǎo)體基底120上形成柵極絕緣層132與柵極電極136， 以及于N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124的半導(dǎo)體基底120上形成柵極絕緣 層134與柵極電極138。如圖15所示，接著利用掩模圖案139遮蔽N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件 區(qū)124的表面以及部分P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)122的表面，并通過離 子注入工藝于N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124的柵極電極138兩側(cè)的半導(dǎo) 體基底120中形成二個輕摻雜漏極140，再去除掩模圖案139。如圖16所示，隨后于半導(dǎo)體基底120的表面形成第一掩模圖案148,例 如光刻膠圖案，第一掩模圖案148覆蓋N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124 與部分P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)122，而曝露出P型金屬氧化物半導(dǎo)體 元件區(qū)122的柵極結(jié)構(gòu)以及柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體基底120。隨后，利用第 一掩模圖案148作為掩模，通過離子注入于P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū) 122的柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的N型摻雜阱126中形成二個輕度P型(P-)的輕摻雜漏 極150，以及二個輕度N型(N-)的口袋型摻雜區(qū)152。如圖17所示，隨后去除第一掩模圖案148，再于P型金屬氧化物半導(dǎo) 體元件區(qū)122的柵極電極136與N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124的柵極電 極138的兩側(cè)壁形成間隔壁142。接著利用掩模圖案143遮蔽部分P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)122的表面以及部分N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124 的表面，并通過離子注入工藝于N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124的間隔壁 142兩側(cè)的半導(dǎo)體基底120中形成二個源極/漏極摻雜區(qū)144，并同時于P型 金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)122的半導(dǎo)體基底120中形成用來與N型摻雜阱 126電連接的N型摻雜區(qū)146。隨后去除掩模圖案143。如圖18所示，隨后于半導(dǎo)體基底120的表面再形成第二掩模圖案160, 第二掩模圖案160遮蔽部分P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)122的表面以及部 分N型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)124的表面，并通過第二掩模圖案160為掩 模以離子注入工藝于P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)128的間隔壁142兩側(cè)的 半導(dǎo)體基底120中形成二個源極/漏極摻雜區(qū)156，并于N型金屬氧化物半導(dǎo) 體元件區(qū)124的半導(dǎo)體基底120中形成用來與P型摻雜阱128電連接的P型 摻雜區(qū)158。同時再次通過第二掩模圖案160作為掩模，并以離子注入工藝 于P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)122的柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的N型摻雜阱126中形 成二個重度N型(N+)的深口袋型(deep halo)摻雜區(qū)154。N型摻雜阱126中的深口袋型摻雜區(qū)154與源極/漏極摻雜區(qū)156利用相 同的第二掩模圖案160作為掩模，并分別利用不同的離子注入工藝形成于N 型摻雜阱126中。值得說明的是用以形成源極/漏極摻雜區(qū)156與深口袋型摻 雜區(qū)154的離子注入工藝的進(jìn)行先后順序并不受本實(shí)施例上述說明所限定而 可適狀況加以變更，而其中深口袋型摻雜區(qū)154利用高能高劑量離子注入工 藝加以形成，使其位于源極/漏極摻雜區(qū)156的下方并對應(yīng)源極/漏極摻雜區(qū) 156。在本實(shí)施例中，高能高劑量離子注入工藝的離子注入能量約介于150 至180kev之間，而離子注入濃度約介于1013至10"原子/cn^之間，但并不 限于此。深口袋型摻雜區(qū)154的存在可增加位于P型金屬氧化物半導(dǎo)體元件 區(qū)122的直立式pnp雙極性晶體管的基極寬度，并降低其(3增益(beta gain)， 因此可避免閉鎖現(xiàn)象的發(fā)生。最后如圖19所示，最后去除第二掩模圖案160，即制作出具有深口袋型 摻雜區(qū)154的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。由上述可知，本實(shí)施例的深口袋型摻雜區(qū)154與源極/漏極摻雜區(qū)156 通過同一第二掩模圖案160分別進(jìn)行離子注入工藝所制作出，因此不需另行 增加額外掩模即可達(dá)到避免閉鎖現(xiàn)象的作用。綜上所迷，本發(fā)明的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管通過設(shè)置深口袋摻雜區(qū)來增加直立式pnp雙極性晶體管的基極寬度，進(jìn)而降低其I3增益，因此 可避免閉鎖現(xiàn)象的發(fā)生，且深口袋摻雜區(qū)的制作整合于輕摻雜漏極工藝或源 極/漏極摻雜區(qū)工藝中，因此不需增加額外掩模成本，即可有效提升閉鎖防制 能力。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依權(quán)利要求所做的等同變化與修 飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1. 一種制作互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的方法，包含有提供半導(dǎo)體基底，包含有第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)與第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)，該半導(dǎo)體基底于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)包含有第二導(dǎo)電型摻雜阱，而于該第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)包含有第一導(dǎo)電型摻雜阱；于該半導(dǎo)體基底的表面形成多個隔離結(jié)構(gòu)；于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)形成柵極結(jié)構(gòu)；于該半導(dǎo)體基底的表面形成第一掩模圖案，該第一掩模圖案曝露出該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)以及該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體基底；利用該第一掩模圖案作為掩模，通過離子注入于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成二個輕摻雜漏極；利用該第一掩模圖案作為掩模，通過離子注入于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成二個深口袋型摻雜區(qū)，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)為第二導(dǎo)電型；去除該第一掩模圖案，并于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)以及該第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成間隔壁；于該半導(dǎo)體基底的表面形成第二掩模圖案，該第二掩模圖案曝露出該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)以及該柵極結(jié)構(gòu)的該間隔壁兩側(cè)的該半導(dǎo)體基底；利用該第二掩模圖案作為掩模，通過離子注入于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成二個源極/漏極摻雜區(qū)；以及去除該第二掩模圖案。
2. 如權(quán)利要求1的方法，另包含有于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元 件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)的該間隔壁兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成該二個深 口袋型摻雜區(qū)之前，先利用該第一掩模圖案于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成二個具有第二導(dǎo) 電型的口袋型摻雜區(qū)。
3. 如權(quán)利要求1的方法，其中該第一導(dǎo)電型為P型，而該第二導(dǎo)電型 為N型。
4. 如權(quán)利要求l的方法，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)為重度摻雜區(qū)。
5. 如權(quán)利要求1的方法，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)的離子注入能量約 介于150至180kev之間。
6. 如權(quán)利要求1的方法，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)的離子注入濃度約 介于1013至1014原子/0113之間。
7. —種互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，包含有半導(dǎo)體基底，包含有第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)與第二導(dǎo)電型 金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)，該半導(dǎo)體基底于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體 元件區(qū)包含有第二導(dǎo)電型摻雜阱，而于該第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件 區(qū)包含有第一導(dǎo)電型摻雜阱；多個隔離結(jié)構(gòu)，位于該半導(dǎo)體基底中；柵極結(jié)構(gòu)，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該半導(dǎo)體基底 的表面，以及間隔壁位于該柵極電極的兩側(cè)；二個源極/漏極摻雜區(qū)，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該 柵極結(jié)構(gòu)的該間隔壁兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中；二個輕摻雜漏極，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極 結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中并分別對應(yīng)該間隔壁；以及二個深口袋型摻雜區(qū)，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該 柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)為第二 導(dǎo)電型，且各該深口袋型摻雜區(qū)位于該柵極電極兩側(cè)的該源極/漏極摻雜區(qū)與 該輕摻雜漏極的下方并對應(yīng)該源極/漏極摻雜區(qū)與該輕摻雜漏極。
8. 如權(quán)利要求7的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，另包含二個具有第 二導(dǎo)電型的口袋型摻雜區(qū)，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該 柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中。
9. 如權(quán)利要求7的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其中該第一導(dǎo)電型 為P型，而該第二導(dǎo)電型為N型。
10. 如權(quán)利要求7的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)為重度摻雜區(qū)。
11. 一種制作互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的方法，包含有 提供半導(dǎo)體基底，包含有第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)與第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)，該半導(dǎo)體基底于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)包含有第二導(dǎo)電型摻雜阱，而于該第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)包含有第 一導(dǎo)電型摻雜阱；于該半導(dǎo)體基底的表面形成多個隔離結(jié)構(gòu)；于該第 一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)形成柵極結(jié)構(gòu)；于該半導(dǎo)體基底的表面形成第一掩模圖案，該第一掩模圖案曝露出該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)以及該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體基底；利用該第一掩模圖案作為掩模，通過離子注入于該第一導(dǎo)電型金屬氧化 物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成二個輕摻雜漏極；去除該第一掩模圖案，并于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該 柵極結(jié)構(gòu)以及該第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁 形成間隔壁；于該半導(dǎo)體基底的表面形成第二掩模圖案，該第二掩模圖案曝露出該第 一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)以及該柵極結(jié)構(gòu)的該間隔 壁兩側(cè)的該半導(dǎo)體基底；利用該第二掩^:莫圖案作為掩模，通過離子注入于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)的該間隔壁兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形 成二個源極/漏極摻雜區(qū)；利用該第二掩模圖案作為掩模，通過離子注入于該第一導(dǎo)電型金屬氧化 物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu)的該間隔壁兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形 成二個深口袋型摻雜區(qū)，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)為第二導(dǎo)電型；以及去除該第二掩模圖案。
12. 如權(quán)利要求ll的方法，另包含有于去除該第一掩模圖案之前，先利 用該第 一掩模圖案于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極結(jié)構(gòu) 兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中形成二個具有第二導(dǎo)電型的口袋型摻雜區(qū)。
13. 如權(quán)利要求ll的方法，其中該第一導(dǎo)電型為P型，而該第二導(dǎo)電型為N型。
14. 如權(quán)利要求ll的方法，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)為重度摻雜區(qū)。
15. 如權(quán)利要求11的方法，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)的離子注入能量 約介于150至180kev之間。
16. 如權(quán)利要求11的方法，其中該二個深口袋型摻雜區(qū)的離子注入濃度 約介于1013至10"原子/cn^之間。
17. —種互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，包含有半導(dǎo)體基底，包含有第 一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)與第二導(dǎo)電型 金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)，該半導(dǎo)體基底于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體 元件區(qū)包含有第二導(dǎo)電型摻雜阱，而于該第二導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件 區(qū)包含有第一導(dǎo)電型摻雜阱；多個隔離結(jié)構(gòu)，位于該半導(dǎo)體基底中；柵極結(jié)構(gòu)，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該半導(dǎo)體基底 的表面以及間隔壁位于該柵極電極的兩側(cè)；二個源極/漏極摻雜區(qū)，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該 柵極結(jié)構(gòu)的間隔壁兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中；二個輕摻雜漏極，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該柵極 結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中并分別對應(yīng)該二個間隔壁；以及二個深口袋型摻雜區(qū)，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的該 柵極結(jié)構(gòu)的該間隔壁兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中，其中該二個深口袋型摻 雜區(qū)為第二導(dǎo)電型，且各該深口袋型摻雜區(qū)位于該柵極電極兩側(cè)的該源極/ 漏極摻雜區(qū)的下方并對應(yīng)該源極/漏極摻雜區(qū)。
18. 如權(quán)利要求17的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，另包含二個具有 第二導(dǎo)電型的口袋型摻雜區(qū)，位于該第一導(dǎo)電型金屬氧化物半導(dǎo)體元件區(qū)的 該柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的該第二導(dǎo)電型摻雜阱中。
19. 如權(quán)利要求17的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其中該第一導(dǎo)電 型為P型，而該第二導(dǎo)電型為N型。
20. 如權(quán)利要求17的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，其中該二深口袋 型摻雜區(qū)為重度摻雜區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管及其制作方法，通過在半導(dǎo)體基底中設(shè)置深口袋摻雜區(qū)，以避免閉鎖現(xiàn)象的發(fā)生。此外，由于深口袋摻雜區(qū)的制作整合于輕摻雜漏極工藝或源極/漏極摻雜區(qū)工藝中，因此不需增加額外掩模成本，即可有效提升閉鎖防制能力。
文檔編號H01L21/70GK101246854SQ20071000594
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者趙芳玫, 陳銘逸 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司