[發明專利]一種接觸孔界面處理方法

有效

• 申請號: 201410487085.0
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN105514023B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 郭曉輝;黃家琦;柯其勇;彭軍
• 申請（專利權）人: 上海和輝光電有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/02
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 姜怡;闞梓瑄

本發明提供一種接觸孔界面處理方法，包括：在數據線沉積于接觸孔之前，對通過接觸孔露出的源極界面、漏極界面和柵極界面進行處理，去除有機殘余物；進行氫氣處理，去除源極界面、漏極界面和柵極界面的原生氧化物；以及進行氮氣處理，在源極界面、漏極界面和柵極界面上形成保護層。使用本發明的接觸孔界面處理方法對接觸孔界面進行處理，避免了由于濕蝕刻而造成的不均，同時起到清洗、還原和保護的作用，可有效提高界面的均勻性，降低數據線與多晶硅之間的接觸阻抗并防止數據線與金屬柵極接觸處腐蝕，此外，本發明的接觸孔界面處理方法未使用氫氟酸，操作更安全、維護更便捷。

技術領域

本發明涉及半導體領域，特別涉及一種接觸孔界面處理方法。

背景技術

多晶硅薄膜晶體管與非晶硅薄膜晶體管相比，具有更高的電子遷移率、更快的反應時間和更高的分辨率，目前已廣泛應用于顯示裝置，作為驅動電路部分的開關元件。

多晶硅薄膜晶體管的制造方法一般采用低溫多晶硅方法(LTPS)，通常包括以下步驟：在基板上分別形成緩沖層和非晶硅層；利用準分子激光退火(ELA)將非晶硅層轉變為多晶硅層；在多晶硅層上涂布光致抗蝕劑并進行蝕刻；對多晶硅層進行摻雜形成源極區或漏極區，未摻雜的多晶硅層作為溝道；多晶硅層與緩沖層上形成柵極絕緣層和金屬柵極；對金屬柵極進行蝕刻；在柵極絕緣層和柵極之上沉積層間電介質層；對層間電介質層和柵極絕緣層進行蝕刻，形成接觸孔，接觸孔底部為源極、漏極或柵電極；在接觸孔處沉積數據線。

在沉積數據線之前需對接觸孔底部的界面進行預清潔處理，以去除大氣低溫下形成的原生氧化物(Native Oxide)。在多晶硅薄膜晶體管的制造中，數據線沉積前的預清潔是很重要的一個步驟，該步驟的結果極大地影響器件的良率和電性能。

傳統的預清潔處理是在層間電介質層的沉積與蝕刻之后，利用稀釋氫氟酸(質量分數為1％～3％的氫氟酸)對界面進行濕刻蝕，去除原生氧化物，洗凈后再以最短時間送進數據線沉積裝置中以避免再次氧化，之后再開始數據線的沉積。

然而，無論是傳送式或者旋轉式的濕刻蝕，都存在不均勻的問題，而且氫氟酸屬于強酸，在酸液應用安全及廢液處理上均較為復雜，使用氫氟酸的環保成本較高。

因此，需要一種提高界面均勻性的方法，解決上述濕法處理的殘留問題，在清洗、還原界面之后能夠保護界面免于再次氧化，從而利于改善多晶硅薄膜晶體管的電性能。

發明內容

本發明提供一種接觸孔界面處理方法，包括：

在數據線沉積于接觸孔之前，利用極紫外光清洗裝置，對通過接觸孔露出的源極界面、漏極界面和柵極界面進行處理，去除有機殘余物；

進行氫氣處理，去除源極界面、漏極界面和柵極界面上的原生氧化物；以及

進行氮氣處理，在源極界面、漏極界面和柵極界面上形成保護層。

在根據本發明方法的一個優選實施方式中，所述原生氧化物包括氮氧化硅、二氧化硅和金屬氧化物。

在根據本發明方法的另一個優選實施方式中，所述氫氣的流量為5000～8000sccm。

在根據本發明方法的另一個優選實施方式中，進行所述氫氣處理的時間為5～10秒。

在根據本發明方法的另一個優選實施方式中，在1000～3000W的功率下進行所述氫氣處理。

在根據本發明方法的另一個優選實施方式中，在1500～2000W的功率下進行所述氫氣處理。

在根據本發明方法的另一個優選實施方式中，所述氮氣的流量為5000～8000sccm。

在根據本發明方法的另一個優選實施方式中，進行所述氮氣處理的時間為5～10秒。在根據本發明方法的另一個優選實施方式中，在800～1200W的功率下進行所述氮氣處理。