使用隔離間隔層改進自對準接觸工藝流程的方法
2023-05-08 05:29:16 2
專利名稱：使用隔離間隔層改進自對準接觸工藝流程的方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造工藝。特別涉及在半導體的製造期間改進自對準接觸工藝流程的方法。
隨著對製造更小半導體器件需求的增加，許多製造商使用自對準技術。例如，製造半導體器件的自對準接觸(SAC)腐蝕工藝可以減少形成電晶體需要的面積。一般來說，SAC工藝特別包括柵疊層形成之後澱積氮化物間隔層，和氮化物澱積之後腐蝕氮化物間隔層的步驟。然而，當使用所述工藝製造半導體器件時，電故障(失效)很常見。這些電故障稱做CB短路和CB開路。
圖1示出了由氮化層的不充分腐蝕造成的CB開路的情況。因此，(見「A」所示)剩餘的薄氮化層阻止了多晶矽接觸擴散區，導致開路。CB開路由不完全的SAC腐蝕或CB襯裡腐蝕引起。在SAC腐蝕的情況中，由於晶片上CMP/BPSG的不均勻性，需要40％的過腐蝕。由此，圖2示出了CB短路的情況，其中氮化層的過腐蝕使其過薄，導致多晶矽和WSi層之間的短路(見「B」所示)。
目前，在TEL 85 DRM氧化室中進行SAC腐蝕工藝。TEL裝置是產生充分氮化物角選擇性(20∶1)的唯一裝置，由此產生良好的電性能。其它的裝置(例如，AME MxP+)顯示出較差的角選擇性和電故障。
鑑於此，需要一種改進的SAC工藝，以減少和儘可能地消除半導體製造工藝期間潛在的CB開路和CB短路。
因此本發明一個目的是提供一種改進的SAC工藝，能減少製造的半導體器件中潛在的電故障。
根據本發明的一個實施例，從SAC工藝中除去以前進行的氮化物間隔層澱積和腐蝕氮化物間隔層的步驟，添加在腐蝕CB(位線接觸)氮化物襯裡步驟之後在構成的電晶體上澱積隔離間隔層的步驟，隨後腐蝕隔離間隔層提供電晶體部件之間充分的隔離，同時保持與擴散區的接觸。隔離層可以是氮化物、氧化物、氮氧化物層。
通過下面結合附圖給出的詳細說明，本發明的更完整的評價及其它的許多優點將更顯然並且更容易理解。
圖1為現有技術的製造工藝期間產生的開路的示意圖2為現有技術的製造工藝期間產生的短路的示意圖；圖3為根據本發明的一個實施例形成柵疊層的SAC工藝的示意圖；圖4為根據本發明的一個實施例SAC工藝澱積SiON、BPSG和TEOS的示意圖；圖5為根據本發明的一個實施例SAC工藝的CB掩模、SAC腐蝕和襯裡腐蝕的示意圖；圖6為根據本發明的一個實施例SAC工藝的間隔層氮化物澱積的示意圖；以及圖7為根據本發明SAC工藝的間隔層腐蝕的示意圖。
表1示出了根據本發明的SAC工藝和標準的SAC工藝(StausJanus)。在新工藝中已除去了標準SAC工藝的氮化物間隔層澱積和腐蝕氮化物間隔層的步驟，在CB氮化物襯裡腐蝕步驟之後進行了這些步驟的替換措施。
表1
替換措施在腐蝕CB(位線接觸)氮化物襯裡之後澱積起隔離層的作用的氮化物、氧化物或氮氧化物。然後腐蝕隔離的氮化物、氧化物或氮氧化物層提供與電晶體部件充分的隔離，同時提供與擴散區的接觸防止CB開路。
如圖3所示，和通常一樣在柵氧化層(擴散區)上進行SAC工藝的柵疊層形成。隨後，在柵疊層上澱積SiN或SiON，隨後澱積BPSG(硼磷矽玻璃)和TEOS。澱積BPSG之後，澱積TEOS之前，進行化學機械拋光(CMP)。
圖5示出了進行下一組步驟之後的所得結構。具體為CB掩模、腐蝕SAC、剝離抗蝕劑、清洗S/P和腐蝕襯裡。在現有技術的製造方法中，腐蝕氮化物襯裡是很重要的步驟，根據腐蝕的多或少產生電故障(即，CB開路或CB短路)。由於腐蝕CB氮化物襯裡之後進行澱積和腐蝕氮化物間隔層(圖6和7)，在最差的情況中，可以完全被腐蝕(如圖5中「C」所示)，不會產生通常由過腐蝕造成的可能的CB短路。
圖6示出了以上CB氮化物襯裡的腐蝕步驟之後澱積氮化物、氧化物或氮氧化物間隔層。氮化物間隔層優選使用等離子體增強化學汽相澱積(PECVD)技術澱積，是由於在SAC結構中它的高寬比高。隨後，幹法腐蝕間隔層產生圖7所示的結構。幹法腐蝕提供了工藝必須的各向異性。為了避免對器件性能的影響，到矽內的過腐蝕應該小於30nm。如圖所示，腐蝕間隔層提供與擴散區的接觸，消除了可能的CB開路，保持了與腐蝕的SiN、柵帽蓋SiN、WSi和多晶矽層的間距，防止了CB短路。如圖所示，氮化物間隔層起隔離間隔層的作用，將各層與中心的多晶矽層和擴散區隔離。
應該理解本發明不限於這裡作為進行本發明最佳模式的特殊實施例，而且本發明不由說明書中介紹的特定實施例限定，而是限定在附帶的權利要求書中。
權利要求
1.一種半導體製造期間改進自對準接觸(SAC)工藝的方法，包括以下步驟在製造期間形成的柵疊層上澱積隔離層；以及腐蝕隔離層形成將柵疊層與接觸區隔離的間隔層。
2.根據權利要求1所述的方法，其中澱積的隔離層是選自氮化物層、氧化物層或氮氧化物層組成的組中的一個。
3.根據權利要求1所述的方法，其中進行CB氮化物襯裡腐蝕的步驟之後進行所述澱積步驟。
4.根據權利要求1所述的方法，其中使用等離子體增強化學汽相澱積技術進行所述澱積步驟。
5.一種改善標準自對準接觸(SAC)半導體製造工藝(StatusJanus)的方法，包括以下步驟從標準的SAC工藝中除去澱積氮化物間隔層和腐蝕氮化物的步驟，所述被除去的澱積和腐蝕氮化物間隔層的步驟在形成柵疊層之後進行；在標準的工藝中進行CB氮化物襯裡腐蝕的步驟之後，在形成的柵疊層上澱積隔離層；以及腐蝕隔離層形成將柵疊層與接觸區隔離的間隔層。
6.根據權利要求5所述的方法，其中澱積的隔離層是選自氮化物層、氧化物層或氮氧化物層組成的組中的一個。
7.根據權利要求5所述的方法，其中使用等離子體增強化學汽相澱積技術進行所述澱積隔離層步驟。
8.一種製造半導體的自對準接觸(SAC)方法，包括以下步驟在襯底上形成柵疊層；在形成的柵疊層上澱積襯裡；在襯裡上澱積BPSG層；在BPSG層上澱積TEOS層；掩蔽位線接觸；SAC腐蝕位線接觸；抗蝕劑剝離位線接觸；清洗位線接觸；腐蝕位線接觸的襯裡；在所述腐蝕襯裡的步驟之後在半導體器件上澱積隔離層；以及腐蝕隔離層形成將柵疊層與接觸區隔離的間隔層。
9.根據權利要求8所述的方法，其中澱積的隔離層是選自氮化物層、氧化物層或氮氧化物層組成的組中的一個。
10.根據權利要求8所述的方法，還包括在所述澱積TEOS層之前化學機械拋光澱積的BPSG層的步驟。
11.根據權利要求8所述的方法，其中使用等離子體增強化學汽相澱積技術進行所述澱積隔離層步驟。
全文摘要
一種改進SAC工藝流程的方法包括CB襯裡腐蝕之後在柵疊層上澱積隔離間隔層以及除去以前進行的澱積和腐蝕氮化物間隔層的步驟。隔離間隔層隨後在疊層之間被腐蝕,提供了位線接觸與插入的多晶矽(接觸)的充分隔離。通過通常的CB襯裡腐蝕之後隔離間隔層,可以獲得製備結構中額外的完整性。
文檔編號H01L21/60GK1241026SQ99108588
公開日2000年1月12日 申請日期1999年6月25日 優先權日1998年6月25日
發明者J·維特曼, B·斯普勒, W·貝格納, D·多布津斯基 申請人:西門子公司, 國際商業機器公司