[發(fā)明專利]一種DRAM的多晶硅柵極制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710040201.4
• 申請日: 2007-04-28
• 公開（公告）號: CN101295640A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代培剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/336;H01L21/8242
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 李勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制作工藝，特別是涉及在動態(tài)隨機(jī)存儲器(DRAM)的制作過程中解決字線和位線之間的短路(flip?bit?line)問題的多晶硅柵極的制作方法。

背景技術(shù)

以前的DRAM存在字線和位線之間的短路(flip?bit?line)問題，這是由于在熱循環(huán)制程后產(chǎn)生的多晶硅柵極(P1L)的硅化鎢(WSix)突出而造成的，如圖1所示。該問題產(chǎn)生過程如下所描述。

圖1是存在字線和位線之間的短路(flip?bit?line)問題的樣品在已經(jīng)完成全部流程，即將成為成品的芯片的制程后端(End?of?line，EOL)的多晶硅柵極截面的電子顯微鏡照片。圖2a～2e是字線和位線之間的短路(flip?bit?line)問題的產(chǎn)生過程示意圖。

通常，多晶硅柵極的形成過程是首先依次形成氧化硅層、多晶硅層、硅化鎢層、氮化硅層，然后進(jìn)行曝光、顯影形成多晶硅柵極圖案，再依次對氮化硅層、硅化鎢層、多晶硅層、氧化硅層進(jìn)行刻蝕，形成多晶硅柵極。但是由于在多晶硅柵極形成之后通常要經(jīng)過幾個(gè)高溫步驟，如1000～1100℃的幾到幾十秒鐘的雜質(zhì)摻雜后退火，以及800～900℃的幾到幾十分鐘的硼磷硅玻璃高溫回流，還有600～700℃的1～2小時(shí)雜質(zhì)摻雜后退火，都可以導(dǎo)致熱膨脹系數(shù)相對較高的WSix部分膨脹而突出，如圖2b所示。

還由于在多晶硅柵極形成過程中，進(jìn)行氮化硅刻蝕后形成的外觀有時(shí)不是足夠垂直，因此多多少少會產(chǎn)生氮化硅的底部突出現(xiàn)象(SiN?footingphenomenon)，如圖2c所示，當(dāng)進(jìn)行硅化鎢刻蝕時(shí)由于這部分突出的氮化硅的掩模作用，就導(dǎo)致硅化鎢的突出，如圖2d所示，那么經(jīng)過高溫步驟后，硅化鎢突出現(xiàn)象更嚴(yán)重，如2e所示。

硅化鎢的突出，經(jīng)過后續(xù)制程后，容易導(dǎo)致字線和位線之間產(chǎn)生短路。因此必須解決硅化鎢的突出問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種改進(jìn)的DRAM中多晶硅柵極的制作方法，以解決通常容易出現(xiàn)的硅化鎢突出而導(dǎo)致字線和位線之間短路的問題。

本發(fā)明的多晶硅柵極制作方法，包括如下步驟：

在硅襯底上依次形成氧化硅層、多晶硅層、硅化鎢層、氮化硅層及光刻膠層；

依次進(jìn)行曝光、顯影形成光刻膠圖案；

干法刻蝕氮化硅層；

采用濕式刻蝕，包括沒有被刻蝕掉的氮化硅層下的硅化鎢層的一部分以及刻蝕掉氮化硅層之后暴露的硅化鎢部分，被刻蝕掉；

采用干法刻蝕，去除沒有被上面的氮化硅層覆蓋的硅化鎢層；

干法刻蝕多晶硅層；

干法刻蝕氧化硅層，形成多晶硅柵極結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明，部分刻蝕掉硅化鎢層可以采用稀釋的氫氟酸溶液或者SC1溶液。SC1溶液是由氨水，過氧化氫，水混合而成的溶液。

其中，優(yōu)選所述的氫氟酸溶液中，氫氟酸的含量為0.1～2.0重量％，優(yōu)選所述的稀釋的氫氟酸溶液的刻蝕溫度為20～40℃。

所述的SC1溶液中，優(yōu)選氨水為0.1～5.0重量％，過氧化氫為0.1～5.0重量％，以及優(yōu)選刻蝕溫度為40～70℃。

根據(jù)本發(fā)明，采用濕法刻蝕，刻蝕部分硅化鎢的深度優(yōu)選是1.0～8.0納米。

然后進(jìn)行硅化鎢的干法刻蝕，如采用氯氣(Cl₂)氣體干法刻蝕。

再進(jìn)行干法刻蝕多晶硅層和干法刻蝕氧化硅層，形成多晶硅柵極結(jié)構(gòu)。

由于本發(fā)明的多晶硅柵極制作方法，采用了在進(jìn)行多晶硅柵極的氮化硅刻蝕以后，以及多晶硅柵極的硅化鎢刻蝕之前，首先用濕式刻蝕法刻蝕部分硅化鎢層，然后再進(jìn)行硅化鎢的余下部分的干法刻蝕，這樣可以得到適當(dāng)縮進(jìn)的硅化鎢層的輪廓，在經(jīng)過后續(xù)高溫步驟，使硅化鎢膨脹后達(dá)到要求的硅化鎢輪廓，因此解決了硅化鎢的突出問題，從而解決了字線和位線之間的短路問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明，這些附圖是本發(fā)明的一部分，是表示本發(fā)明的典型實(shí)施例，但這些附圖不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的存在字線和位線之間的短路(flip?bit?line)問題的樣品的已經(jīng)完成全部流程，即將成為成品的芯片的制程后端(End?of?line，EOL)多晶硅柵極截面的電子顯微鏡照片。

圖2a～2e是現(xiàn)有技術(shù)的字線和位線之間的短路(flip?bit?line)問題的產(chǎn)生過程示意圖。

圖3a～3e是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，解決字線和位線之間的短路(flip?bitline)問題的過程示意圖。