專利名稱：具有透明連接區(qū)、用于硅化物應(yīng)用的半導(dǎo)體器件及其制作的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及到半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體制作，尤其涉及到通常使用硅化物工藝，并與禁止逆向工程(reverse engineering)的工作相關(guān)的半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
電子工業(yè)繼續(xù)依賴于半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，以實(shí)現(xiàn)在更小區(qū)域內(nèi)更快速運(yùn)行的器件。對(duì)于許多應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更高性能的器件需要將大量電子器件集成在單個(gè)硅芯片上。隨著硅芯片中每個(gè)給定區(qū)域內(nèi)電子器件數(shù)目的增加，制作工藝變得越來(lái)越困難。
已經(jīng)制作了在許多領(lǐng)域具有各種用途的很多種類的半導(dǎo)體器件。這種硅基半導(dǎo)體器件常常包括金屬-氧化物-半導(dǎo)體(MOS)晶體管，如P-溝道MOS(PMOS)晶體管，N-溝道MOS(NMOS)晶體管和互補(bǔ)MOS(CMOS)晶體管，雙極型晶體管，BiCMOS晶體管等。
這些半導(dǎo)體器件的每一種都常常包括一個(gè)半導(dǎo)體襯底，在其上形成有多個(gè)有源器件。一種給定的有源器件的特定結(jié)構(gòu)可以因器件類型不同而不同。由于一種給定的有源器件的特定結(jié)構(gòu)可以因器件類型不同而不同，MOS-型晶體管通常包括重?fù)诫s擴(kuò)散區(qū)，作為源區(qū)和漏區(qū)，和一個(gè)柵極，它調(diào)制在源和漏區(qū)之間的溝道中流動(dòng)的電流。
在這些器件的制作中，一個(gè)重要的步驟是隔離區(qū)的形成，隔離區(qū)的作用是將密集地集成在硅芯片中的電子器件或其部分電學(xué)隔開。典型地，電流不能在相鄰MOS-型晶體管的有源區(qū)之間流動(dòng)。不過(guò)，在某些電路設(shè)計(jì)中，希望電氣連接相鄰MOS-型晶體管的源/漏擴(kuò)散。這種連接可用于各種電路設(shè)計(jì)應(yīng)用，包括，舉例來(lái)說(shuō)，需要電阻性晶體管相互耦合的相鄰晶體管電路。
在涉及諸如一個(gè)N-阱襯底中的兩個(gè)P+摻雜相鄰區(qū)的兩個(gè)相同極性擴(kuò)散區(qū)的電路應(yīng)用中，兩個(gè)相鄰區(qū)之間襯底區(qū)的一部分可用作一個(gè)電絕緣體。更精確地講，每個(gè)重?fù)诫s擴(kuò)散區(qū)和相鄰襯底的一部分起一個(gè)阻礙電子在兩個(gè)擴(kuò)散之間流動(dòng)的反向偏壓的二極管的作用。反過(guò)來(lái)，兩個(gè)相鄰區(qū)之間襯底區(qū)的一部分可用作一個(gè)電導(dǎo)體。實(shí)現(xiàn)這種導(dǎo)電性的一種方法是使兩個(gè)相鄰區(qū)之間襯底區(qū)的這一部分與兩個(gè)相鄰區(qū)極性相同。相應(yīng)地，可以同時(shí)摻雜每個(gè)相鄰重?fù)诫s區(qū)與兩個(gè)相鄰區(qū)之間襯底區(qū)的這一部分，以克服反向偏壓二極管效應(yīng)。
對(duì)于許多設(shè)計(jì)者，希望按照這種方式連接同一極性類型的兩個(gè)有源區(qū)，以防止競(jìng)爭(zhēng)者的逆向工程。逆向工程涉及到使用分析技術(shù)，比如掃描電子顯微鏡，來(lái)確定一個(gè)集成電路的設(shè)計(jì)，包括有源區(qū)之間電連接的測(cè)定。對(duì)于許多分析技術(shù)，包括掃描電子顯微鏡，按照上述方式連接和阻斷同一極性類型的兩個(gè)有源區(qū)之間的連通性，其表象是相同的，從而暗中破壞了典型的逆向工程工作。
這種方法對(duì)于所有的電路結(jié)構(gòu)，尤其是涉及到硅化物工藝的電路結(jié)構(gòu)，都不是容易實(shí)現(xiàn)的。硅化物工藝指的是自對(duì)準(zhǔn)硅化物工藝，在這種工藝中，通過(guò)金屬與硅的熱反應(yīng)在一個(gè)有源區(qū)上形成“硅化物”，以便在具有最小的掩膜臺(tái)階的硅化物上形成接觸區(qū)。在硅化物工藝中，將相同極性的兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)硅化通常會(huì)導(dǎo)致在兩個(gè)相鄰區(qū)之間襯底區(qū)的該部分之上形成硅化物，而這反過(guò)來(lái)也導(dǎo)致兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)之間短路。因?yàn)閮蓚€(gè)相鄰區(qū)域由可檢測(cè)的硅化物連接起來(lái)，所以利用典型的逆向工程工作可輕易地檢測(cè)出相鄰重?fù)诫s區(qū)之間是否是電連接的。
發(fā)明概述以大量實(shí)施為例說(shuō)明本發(fā)明，下面概述其中的一些。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種制作半導(dǎo)體器件的方法，包括首先形成一個(gè)位于半導(dǎo)體器件一個(gè)襯底區(qū)之上兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)之間的可摻雜區(qū)域，且該襯底區(qū)摻雜為第一種極性類型，而兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)摻雜為與第一種極性類型相反的第二種極性類型。當(dāng)摻雜為第二種極性類型時(shí)，該可摻雜區(qū)可用于選擇性地連接兩個(gè)有源區(qū)。更進(jìn)一步，在該可摻雜區(qū)之上形成一種介電材料，并延伸至兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)的每一個(gè)中的一部分之上，它可用于禁止在該可摻雜區(qū)邊緣之上形成硅化物，并且硅化與位于兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)中至少一個(gè)的另一部分之上的介電材料附近的結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，一種半導(dǎo)體器件，包括位于半導(dǎo)體器件襯底區(qū)之上的兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)；一個(gè)位于兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)之間的可摻雜區(qū)，襯底區(qū)摻雜為第一種極性類型，其中兩個(gè)有源區(qū)摻雜為與第一種極性類型相反的第二種極性類型，其中當(dāng)摻雜為第二種極性類型時(shí)，該可摻雜區(qū)可用于選擇性地連接兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)；一種介電材料，形成于該可摻雜區(qū)之上并延伸至兩個(gè)有源區(qū)的每一個(gè)中的一部分之上，該介電材料可用于禁止在該可摻雜區(qū)邊緣之上形成硅化物；和一種硅化物，形成于位于在兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)中至少一個(gè)的另一部分之上的該介電材料的附近。
本發(fā)明的上述概述并非有意描述每個(gè)給出的實(shí)施例或本發(fā)明的每個(gè)實(shí)現(xiàn)。以下的附圖和詳細(xì)描述將更精確地說(shuō)明這些實(shí)施例。


下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，通過(guò)這些描述可以更完整地理解本發(fā)明。附圖為圖1是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例、包括相同極性類型的兩個(gè)相鄰重?fù)诫s區(qū)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖2到圖6是根據(jù)本發(fā)明，顯示了用于形成如圖1所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工藝步驟的橫截面圖；和圖7是依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示范性實(shí)施例、如圖1所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)構(gòu)造的頂視圖。
本發(fā)明可以有各種修改或替代形式，這里通過(guò)附圖中的例子給出了其細(xì)節(jié)，并對(duì)此作更詳盡的描述。不過(guò)應(yīng)該理解，本發(fā)明不僅僅局限于這里描述的特定實(shí)施例。相反，本發(fā)明覆蓋了所有落在由附屬的權(quán)利要求書中規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的修改、等同及替代方案。
各個(gè)實(shí)施例的詳盡描述已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明在希望禁止或防止逆向工程的工作的應(yīng)用中具有特定優(yōu)勢(shì)。盡管沒(méi)必要將本發(fā)明限制在這個(gè)范圍中，但通過(guò)對(duì)這種應(yīng)用的例子的討論可以最好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。
本發(fā)明的一個(gè)特定示范性實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是一種半導(dǎo)體器件及其制作。該半導(dǎo)體器件包括一個(gè)擴(kuò)散區(qū)，它將該半導(dǎo)體器件中一個(gè)襯底區(qū)上的兩個(gè)有源區(qū)分隔開。襯底區(qū)是一種極性類型，N或P，而兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)的每一個(gè)分別是同一種相反的極性類型，P+或N+，而且重?fù)诫s區(qū)的一部分延伸至襯底中。在擴(kuò)散區(qū)和兩個(gè)有源區(qū)的每一個(gè)的一部分之上，形成一種介電材料(比如一種隔離氧化物或其他絕緣材料)，以禁止在可摻雜區(qū)邊緣之上形成硅化物。使用金屬在兩個(gè)有源區(qū)中的一個(gè)或兩個(gè)的另一部分之上的介電材料附近形成硅化物。
根據(jù)設(shè)計(jì)需要，有源區(qū)之間可以相互電學(xué)相關(guān)，如內(nèi)連接，舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)將擴(kuò)散區(qū)摻雜為與有源區(qū)相同的極性類型的方法；通過(guò)阻斷這個(gè)擴(kuò)散區(qū)使兩個(gè)有源區(qū)相互隔絕，舉例來(lái)說(shuō)，使用合適的掩膜來(lái)阻斷該摻雜/注入步驟；或電阻連接，舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)選擇性地?fù)诫s擴(kuò)散區(qū)(舉例來(lái)說(shuō)，相對(duì)于擴(kuò)散區(qū)每一側(cè)的對(duì)應(yīng)有源區(qū)的摻雜濃度為輕度摻雜)。在每種情形下，該結(jié)構(gòu)在顯微鏡下的表象是相同的。
現(xiàn)在來(lái)看附圖，圖1給出了同樣依據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的另一個(gè)示范性實(shí)施例的橫截面圖。圖1中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括摻雜為N+的兩個(gè)相鄰有源區(qū)10和12，它們之間有一個(gè)擴(kuò)散區(qū)14，位于其下的一個(gè)P+阱16，和位于其上的一個(gè)氧化物隔離片18。在這個(gè)例子結(jié)構(gòu)中，界氧化物區(qū)22和24分別畫在有源區(qū)10和12的一側(cè)。
最靠近擴(kuò)散區(qū)14的、兩個(gè)相鄰有源區(qū)10和12的每一個(gè)的部分分別包括輕度摻雜(舉例來(lái)說(shuō)，NLDD)區(qū)10a和12a。NLDD區(qū)10a和12a延伸到氧化物隔離片18之下，以防止相鄰N+區(qū)10或12與P阱16之間短路，而且它們?cè)谘趸锔綦x片18與NLDD區(qū)10a和12a之間具有足夠的交疊，以允許掩膜對(duì)準(zhǔn)誤差以及后續(xù)處理中隔離片的損失。根據(jù)一種應(yīng)用/電路設(shè)計(jì)，擴(kuò)散區(qū)14起一個(gè)絕緣體的作用，其作用方式類似于兩個(gè)反向偏壓的二極管。作為一種替代方案，將整個(gè)隔離片下注入為NLDD，可在兩個(gè)NLDD區(qū)10a和12a之間形成連接。作為另一種替代方案，按照一種選擇性方式注入NLDD以得到連接區(qū)內(nèi)希望的電阻特性，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)NLDD區(qū)10a和12a之間的電阻連接。例如，通過(guò)整個(gè)隔離片下的均勻摻雜，選擇性地實(shí)施注入可以得到一個(gè)完整的連接，或者通過(guò)隔離片下的選擇性濃度和/或區(qū)域摻雜來(lái)選擇性實(shí)現(xiàn)電阻連接。由于雜質(zhì)濃度，或其欠缺是不能用顯微鏡測(cè)量的，該結(jié)構(gòu)可以挫敗常規(guī)的逆向工程努力。
使用金屬在位于兩個(gè)有源區(qū)10和12之上的氧化物隔離片18的附近形成一種硅化物20。形成硅化物之后再形成接觸26和28，然后用金屬線制作到接觸26和28的接線頭32和34。
同樣依據(jù)本發(fā)明，圖2到圖6顯示了用于形成如圖1所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一套示范性工藝步驟。在一個(gè)示范性實(shí)施中，這些工藝步驟的使用與標(biāo)準(zhǔn)的0.25微米工藝流程相關(guān)。圖2顯示的是在不摻雜擴(kuò)散區(qū)來(lái)連接圖1中的有源區(qū)10a和12a的情形下，以阻擋線的形式形成LDD掩膜50。也可以摻雜擴(kuò)散區(qū)使之連接有源區(qū)10a和12a，例如，通過(guò)消除圖2中的這一步驟。在圖3中，除去阻擋后，使用具有足夠交疊的一個(gè)隔離片掩膜和一個(gè)刻蝕臺(tái)階來(lái)確定一個(gè)氧化物區(qū)，或氧化物隔片18，以隔離擴(kuò)散區(qū)，從而允許區(qū)域10a和12a中的掩膜對(duì)準(zhǔn)和隔離片的損失(對(duì)于被隔離的點(diǎn)或有源區(qū)的情形)。下一步，使用N+離子注入確定如圖4所示的更重?fù)诫s區(qū)N+區(qū)10和12。如圖5所示，一個(gè)硅化工藝步驟可將一層硅化物20留在有源區(qū)10和12之上，而且使用氧化物隔離片18來(lái)阻斷可跨越擴(kuò)散區(qū)頂部而將N+區(qū)短路的硅化物的形成。如圖6所示，形成接觸和金屬接線頭，完成工藝的這個(gè)階段，將器件按照電路說(shuō)明接在合適的節(jié)點(diǎn)上。
圖7是依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示范性實(shí)施，如圖1所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)構(gòu)造的頂視圖。標(biāo)記為60的點(diǎn)劃線區(qū)顯示的是在兩個(gè)有源區(qū)之間沒(méi)有形成連接的情形下NLDD注入被阻斷的區(qū)域。
在一個(gè)涉及標(biāo)準(zhǔn)的0.25微米工藝流程的例子應(yīng)用中，一個(gè)最小的連接尺寸包括一個(gè)非硅化LDD擴(kuò)散方塊，用于提供約1000歐姆的電阻。當(dāng)然可以實(shí)現(xiàn)更大或更小的電阻，例如，通過(guò)改變連接的寬度。
在同樣依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)例子工藝中，一個(gè)去除硅化物工藝涉及到沉積一層介電膜，然后僅僅在形成硅化物之前刻蝕該膜。在此情形下，設(shè)計(jì)該介電膜是為了交疊重?fù)诫s區(qū)，從而消除了在不需要有源區(qū)之間的連接時(shí)輕摻雜注入的必要性。
相應(yīng)地，本發(fā)明具有多個(gè)優(yōu)越方面。例如，用常規(guī)的顯微鏡是不能檢測(cè)每個(gè)上述實(shí)施例中連接區(qū)發(fā)揮的功能。另一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是連接區(qū)可以制作為一個(gè)導(dǎo)電連接或電阻連接，而且不需要在常規(guī)的制作工藝添加任何步驟。例如，導(dǎo)電/電阻連接可在有源區(qū)的注入步驟中實(shí)現(xiàn)。用于建立有源區(qū)的注入步驟是常規(guī)的，因此不會(huì)更多地增加成本或時(shí)間。
已結(jié)合幾個(gè)特定的示范性實(shí)施例描述了本發(fā)明，該領(lǐng)域中的技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到可對(duì)其作很多變化。另一個(gè)變化例，例如，涉及到只使用隔離片的一側(cè)來(lái)阻斷與硅化物相關(guān)的短路。這些變化和其他對(duì)示范性實(shí)施例的上述討論的偏離都將落在由隨后的權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種半導(dǎo)體器件，包括位于半導(dǎo)體器件的一個(gè)襯底區(qū)之上的兩個(gè)區(qū)(10，12)；一個(gè)位于這兩個(gè)區(qū)之間的可摻雜區(qū)，該襯底區(qū)摻雜為第一種極性類型，而這兩個(gè)區(qū)摻雜為與第一種極性類型相反的第二種極性類型，并且，當(dāng)摻雜為第二種極性類型時(shí)，該可摻雜區(qū)可用于選擇性地連接這兩個(gè)區(qū)(10，12)；一種介電材料(18)，形成于該可摻雜區(qū)之上，并延伸至這兩個(gè)區(qū)的每一個(gè)的一部分之上，該介電材料用于禁止在該可摻雜區(qū)邊緣之上形成硅化物；和一種硅化物(20)，鄰近位于這兩個(gè)區(qū)的至少一個(gè)的另一部分之上的該介電材料。
2．權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于進(jìn)一步摻雜該可摻雜區(qū)，以導(dǎo)電連接這兩個(gè)區(qū)。
3．權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于進(jìn)一步包括這兩個(gè)區(qū)的至少一個(gè)的其他部分之上的自對(duì)準(zhǔn)硅化物接觸。
4．權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于這兩個(gè)區(qū)的每一個(gè)都包括一個(gè)相對(duì)重?fù)诫s區(qū)和一個(gè)相對(duì)輕摻雜區(qū)，該介電材料延伸至每個(gè)相對(duì)輕摻雜區(qū)的至少一部分之上。
5．權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于這兩個(gè)區(qū)的每一個(gè)都包括一個(gè)相對(duì)重?fù)诫s區(qū)和一個(gè)相對(duì)輕摻雜區(qū)，該介電材料延伸至每個(gè)相對(duì)輕摻雜區(qū)的至少一部分之上，而且進(jìn)一步包括這兩個(gè)區(qū)的至少一個(gè)的相對(duì)重?fù)诫s區(qū)之上的自對(duì)準(zhǔn)硅化物接觸。
6．權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于摻雜該可摻雜區(qū)，以選擇性地連接這兩個(gè)有源區(qū)。
7．權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于進(jìn)一步包括該可摻雜區(qū)的至少一部分中的一個(gè)區(qū)域，用于防止這兩個(gè)區(qū)導(dǎo)電連接。
8．權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于進(jìn)一步包括該可摻雜區(qū)的至少一部分中的一個(gè)區(qū)域，用于防止這兩個(gè)區(qū)導(dǎo)電連接。
9．權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于這兩個(gè)區(qū)的每一個(gè)都不包括一個(gè)相對(duì)輕摻雜區(qū)。
10．權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于該介電材料是一種氧化物隔離片。
11．權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于該可摻雜區(qū)的結(jié)構(gòu)及布置使得包括至少一個(gè)非硅化的LDD擴(kuò)散方塊。
全文摘要
可用于禁止逆向工程的半導(dǎo)體器件及其方法,包括在半導(dǎo)體器件襯底區(qū)之上形成兩個(gè)有源區(qū)。依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例,可以將一個(gè)位于兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)之間的可摻雜連接,或區(qū)域,摻雜為第一種極性類型,而兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)具有相反的極性。如果由設(shè)計(jì)需要決定,該可摻雜區(qū)可用于導(dǎo)電連接兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)。在該可摻雜區(qū)之上形成一種介電材料,并延伸至兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)的每一個(gè)中的一部分之上,以禁止在該可摻雜區(qū)邊緣之上形成硅化物。與硅化物工藝相關(guān),在靠近該介電材料處以及兩個(gè)重?fù)诫s區(qū)的另一部分之上形成一種硅化物。
文檔編號(hào)H01L21/60GK1296638SQ00800355
公開日2001年5月23日 申請(qǐng)日期2000年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月18日
發(fā)明者G·S·斯科特, E·德穆伊宗, M·H·曼利 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司