[發(fā)明專利]雙階段自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710091610.7
• 申請(qǐng)日: 2007-04-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101281879A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周玲君;陳銘聰;曹博昭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)華電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/522
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成電路元件及其制造方法，且特別涉及一種雙階段自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗(Self-aligned?contact，SAC)及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步，電子元件的制造必須提高積集度，以符合電子元件輕、薄、短、小的趨勢(shì)。提高積集度的方法，除了縮小半導(dǎo)體元件本身的尺寸之外，也可經(jīng)由減小半導(dǎo)體元件之間的距離來(lái)達(dá)成。然而，不論是縮小半導(dǎo)體元件其本身的尺寸，或是縮小半導(dǎo)體元件間的距離，都會(huì)發(fā)生一些工藝上的問(wèn)題。

以自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的工藝來(lái)說(shuō)，接觸窗的尺寸縮小之后，其高寬比(Aspect?ratio)增加，蝕刻的難度高，工藝的空間小。為能去除蝕刻工藝中的殘留物，確保觸窗開(kāi)口能完全開(kāi)啟，通常會(huì)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)度蝕刻，以避免接觸窗開(kāi)口無(wú)法完全開(kāi)啟(Contact?open)。然而，請(qǐng)參照?qǐng)D1，由于在進(jìn)行光刻時(shí)，時(shí)有誤對(duì)準(zhǔn)的情形，而在蝕刻介電層16以形成接觸窗開(kāi)口14時(shí)亦有擴(kuò)口的問(wèn)題(Bowling?effect)，因此，過(guò)度蝕刻的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，很容易使得柵極12的頂角10裸露出來(lái)，而造成柵極多晶硅短路(poly?short)的問(wèn)題，如A區(qū)所示。另一面，隨著接觸窗開(kāi)口的高寬比的增加，金屬層也愈來(lái)愈難以填入于接觸窗開(kāi)口的中。

美國(guó)專利申請(qǐng)第2005/0136649號(hào)披露一種自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的制造方法。該申請(qǐng)案是先在基底上形成多層材質(zhì)相異的堆疊膜層之后，再形成內(nèi)絕緣層，之后，利用各膜層蝕刻速率的不同，進(jìn)行源極/漏極區(qū)的單階段自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗蝕刻工藝。在工藝進(jìn)行去除內(nèi)絕緣層與部分的堆疊膜層期間，以堆疊層中的其中一層膜層作為蝕刻終止層，以形成剖面呈T字型的接觸窗開(kāi)口，裸露出該堆疊膜層中作為蝕刻終止層的膜層。

美國(guó)專利第6791190號(hào)披露一種自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的制造方法。該專利是在基底上形成層共形襯層，再形成內(nèi)層介電層，之后，再以共形襯層為蝕刻終止層，將內(nèi)層介電層圖案化，以形成自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗開(kāi)口/無(wú)著陸接觸窗開(kāi)口(borderless?contact?opening)，在本方法中同樣是以單階段自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗蝕刻工藝形成開(kāi)口。

另一方面，在目前常見(jiàn)半導(dǎo)體工藝中，為了增加電子或空穴在金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的溝道中的移動(dòng)率(mobility)，通常是在于金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管制作完成之后，會(huì)在基底上形成一層應(yīng)力層。對(duì)于P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管來(lái)說(shuō)，在基底上形成一層具有壓縮應(yīng)力(compressive?stress)的應(yīng)力層，可以在P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管中沿著溝道方向形成壓縮應(yīng)力。而對(duì)于N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管來(lái)說(shuō)，在基底上形成一層具有拉伸應(yīng)力(tensile?stress)的應(yīng)力層，可以在N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管中沿著溝道方向形成拉伸應(yīng)力。隨著壓縮應(yīng)力或拉伸應(yīng)力的增加，空穴或電子在溝道中的移動(dòng)率也隨的增加，進(jìn)而增加驅(qū)動(dòng)電流(drive?current)以提升元件效能。

由于應(yīng)力層的非常厚，以上述的單階段的已知方法來(lái)進(jìn)行自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的蝕刻工藝，仍然會(huì)面臨上述的問(wèn)題且有應(yīng)用區(qū)域僅能限制在范圍較大、精確度不高的源極/漏極區(qū)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的蝕刻工藝，以避免接觸窗開(kāi)口無(wú)法完全開(kāi)啟的問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的蝕刻工藝，可以改善接觸窗和柵極之間的對(duì)準(zhǔn)精確度空間(Aligned?accuracy?window)，解決誤對(duì)準(zhǔn)以及過(guò)度蝕刻擴(kuò)口所造成的短路問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗工藝，可以在接觸窗開(kāi)口中輕易填滿導(dǎo)電層。

本發(fā)明提供一種自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗工藝，以降低蝕刻的難度，增加工藝的空間，提升產(chǎn)量(throughput)。

本發(fā)明提供一種可以與應(yīng)力層整合的自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗工藝。

本發(fā)明提出一種自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的制造方法。首先，在具有接觸區(qū)的基底上形成第一介電層。接著，在第一介電層中形成下部開(kāi)口，其與接觸區(qū)相對(duì)應(yīng)。之后，在第一介電層上形成第二介電層。接著，在第二介電層中形成上部開(kāi)口，其自行對(duì)準(zhǔn)下部開(kāi)口并與其連通構(gòu)成自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗開(kāi)口。然后，于自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗開(kāi)口中形成導(dǎo)電層。

依照本發(fā)明實(shí)施例所述，上述的自行對(duì)準(zhǔn)接觸窗的制造方法中，在第一介電層中形成下部開(kāi)口的步驟中，所形成的下部開(kāi)口裸露出接觸區(qū)上的部分第一介電層，且在進(jìn)行形成上部開(kāi)口的步驟時(shí)，還包括去除該下部開(kāi)口底部的第一介電層，裸露出接觸區(qū)。