CN102184889A - 接触孔及接触孔插塞的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种接触孔及接触孔插塞的制备方法。所述接触孔的制备方法包括如下步骤：提供具有导电区的衬底；在所述衬底表面形成介电层；在所述衬底的导电区的位置，刻蚀所述介电层，形成接触孔；微刻蚀所述接触孔的底部，去除所述接触孔内所述衬底表面残存的绝缘物薄膜。本发明的接触孔及接触孔插塞的制备方法能够有效降低接触电阻。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种接触孔及接触孔插塞的制备方法。
背景技术
半导体集成电路的制作过程极其复杂，需要在一小面积的硅片上制作出特定电路所需要的各种电子组件，并且还需要在各个组件间制作适当的内连导线形成电性连接，才能发挥其所期望实现的功能。其中，为了实现硅片上多层电路间的电连接还需要制作大量的接触孔(contact hole，CT)，这些接触孔性能的好坏对电路的整体性能有着重要的影响。
随着集成电路的制作向超大规模集成电路的发展，其内部电路的密度越来越大，元件数量不断增加，器件尺寸不断缩小，当器件尺寸缩小至次微米量级时，相应地会产生许多新的问题，如器件、接触孔阻值增大等，这些都对半导体指导工艺提出了更多新的挑战。
请参阅图1，图1是一种现有技术的接触孔的剖面结构示意图。所述接触孔的形成方法包括如下步骤，提供具有导电区13的衬底11；在所述衬底表面形成介电层12；在所述衬底11的导电区13的位置，刻蚀所述介电层12，形成接触孔15。
然而，采用现有技术的接触孔的制备方法形成的接触孔，在所述接触孔15的底部，所述衬底11导电区13的表面会残存大约为19埃的类似聚合物的薄膜(Polymer-like film)，所述类似聚合物的薄膜具有绝缘特性，当所述接触孔15内形成金属插塞(plug)后，增加了金属插塞与所述衬底11的导电区13的接触电阻(contact resistance)。请参阅表1，表1是当所述金属插塞为铝插塞时，采用WAT(Wafer accept test)方式测得的金属插塞与不同类型的衬底导电区的接触电阻Rc。
| Item | Value(ohm) |
| Rc N+ | 41.2 |
| Rc P+ | 113 |
| Rc poly | 37 |
表1
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够降低接触电阻的接触孔的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种能够降低接触电阻的接触孔插塞的制备方法。
一种接触孔的制备方法，包括如下步骤：提供具有导电区的衬底；在所述衬底表面形成介电层；在所述衬底的导电区的位置，刻蚀所述介电层，形成接触孔；微刻蚀所述接触孔的底部，去除所述接触孔内所述衬底表面残存的绝缘物薄膜。
上述接触孔的制备方法优选的一种技术方案，在所述微刻蚀步骤中，刻蚀气压为40mT，刻蚀功率为500W，刻蚀时间为40s。
上述接触孔的制备方法优选的一种技术方案，所述刻蚀气体为C5F8、O2、Ar的混合气体，C5F8、O2、Ar的流量比为20sccm∶15sccm∶100sccm。
上述接触孔的制备方法优选的一种技术方案，所述介质层为二氧化硅层。
上述接触孔的制备方法优选的一种技术方案，所述衬底的导电区为源极扩散区或者漏极扩散区或者栅极扩散区。
一种接触孔插塞的制备方法，包括如下步骤：提供具有接触孔的衬底；微刻蚀所述接触孔的底部，去除所述接触孔内所述衬底表面残存的绝缘物薄膜。在所述接触孔内沉积金属层形成插塞。
上述接触孔插塞的制备方法优选的一种技术方案，所述金属插塞为金属铝插塞。
上述接触孔插塞的制备方法优选的一种技术方案，所述金属插塞为金属铝插塞。所述采用物理气相沉积的方法形成所述金属层。
上述接触孔插塞的制备方法优选的一种技术方案，所述金属插塞为金属铝插塞。在所述微刻蚀步骤中，刻蚀气压为40mT，刻蚀功率为500W，刻蚀时间为40s。
上述接触孔插塞的制备方法优选的一种技术方案，所述金属插塞为金属铝插塞。所述刻蚀气体为C5F8、O2、Ar的混合气体，C5F8、O2、Ar的流量比为20sccm∶15sccm∶100sccm。
与现有技术相比，本发明的接触孔及接触孔插塞的制备方法，采用微刻蚀方法去除接触孔底部的类似聚合物薄膜，从而降低了插塞的接触电阻。
附图说明
图1是一种现有技术的接触孔的剖面结构示意图。
图2是本发明的接触孔的制备方法的流程图。
图3是本发明的接触孔插塞的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
请参阅图2，图2是本发明的接触孔的制备方法的流程图。本发明的接触孔的制备方法包括如下步骤：
提供具有导电区的衬底，所述导电区可以是形成于所述衬底内的源极扩散区或者漏极扩散区或者栅极扩散区或者其他导电线路，所述导电区可以为形成于所述衬底内的n+型扩散区或者P+型扩散区等；所述具有导电区的衬底也可以理解为包括电子元件的基板，基板上的电子元件通过接触孔与其他电子元件电性连接。
在所述衬底表面形成介电层，优选的，采用化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，CVD)的方法形成所述介质层，所述介质层可以为二氧化硅层。
在所述衬底的导电区的位置，刻蚀所述介质层。优选的，刻蚀所述介质层的刻蚀气压为40mT，刻蚀功率为500W，刻蚀时间为80s，刻蚀气体为C5F8、O2、Ar的混合气体，C5F8、O2、Ar的流量比为10sccm∶11sccm∶500sccm。所述介质层刻蚀完成后，在所述衬底的导电区的位置，形成用于电性连接所述衬底的导电区的接触孔。
通常，经过介质层刻蚀形成的接触孔内所述衬底表面会残存类似聚合物的薄膜，所述类似聚合物的薄膜具有绝缘特性，影响接触孔内的插塞与导电区的接触电阻，因此，微刻蚀(soft etch)所述接触孔的底部，以去除所述具有绝缘特性的类似聚合物的薄膜。优选的，在所述微刻蚀步骤中，刻蚀气压为40mT，刻蚀功率为500W，刻蚀时间为40s，刻蚀气体为C5F8、O2、Ar的混合气体，C5F8、O2、Ar的流量比为20sccm∶15sccm∶100sccm。
请参阅图3，图3是本发明的接触孔插塞的制备方法的流程图。本发明的接触孔的制备方法包括如下步骤：
提供具有接触孔的衬底，所述接触孔通常采用刻蚀介质层的方法形成。所述具有导电区的衬底也可以理解为包括电子元件的基板，基板上的电子元件通过接触孔与其他电子元件电性连接。
经过介质层刻蚀形成的接触孔内所述衬底表面会残存类似聚合物的薄膜，所述类似聚合物的薄膜具有绝缘特性，影响接触孔内的插塞与导电区的接触电阻，因此，微刻蚀所述接触孔的底部，以去除所述具有绝缘特性的类似聚合物的薄膜。优选的，在所述微刻蚀步骤中，刻蚀气压为40mT，刻蚀功率为500W，刻蚀时间为40s，刻蚀气体为C5F8、O2、Ar的混合气体，C5F8、O2、Ar的流量比为20sccm∶15sccm∶100sccm。
在所述接触孔内沉积金属层形成插塞。所述金属插塞通过所述接触孔电性连接所述衬底内的导电区。优选的，采用物理气相沉积的方法形成所述插塞金属层，所述金属插塞为金属铝插塞。
与现有技术相比，本发明的接触孔及接触孔插塞的制备方法，采用微刻蚀方法去除接触孔底部的类似聚合物薄膜，从而降低了插塞的接触电阻。请参阅表2，表2是当所述金属插塞为铝插塞时，利用WAT方式，测得的采用本发明的方法制备的接触孔的金属插塞与不同类型的衬底导电区的接触电阻Rc。由表2可见，采用本发明的方法制备的接触孔可以极大的降低接触电阻。
| Item | Value(ohm) |
| Rc N+ | 20.9 |
| Rc P+ | 20.5 |
| Rc poly | 15 |
表2
在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明并不限于在说明书中所述的具体实施例。
Claims (10)
1.一种接触孔的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供具有导电区的衬底；
在所述衬底表面形成介电层；
在所述衬底的导电区的位置，刻蚀所述介电层，形成接触孔；
微刻蚀所述接触孔的底部，去除所述接触孔内所述衬底表面残存的绝缘物薄膜。
2.如权利要求1所述的接触孔的制备方法，其特征在于，在所述微刻蚀步骤中，刻蚀气压为40mT，刻蚀功率为500W，刻蚀时间为40s。
3.如权利要求2所述的接触孔的制备方法，其特征在于，所述刻蚀气体为C5F8、O2、Ar的混合气体，C5F8、O2、Ar的流量比为20sccm∶15sccm∶100sccm。
4.如权利要求1所述的接触孔的制备方法，其特征在于，所述介质层为二氧化硅层。
5.如权利要求1所述的接触孔的制备方法，其特征在于，所述衬底的导电区为源极扩散区或者漏极扩散区或者栅极扩散区。
6.一种接触孔插塞的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供具有接触孔的衬底；
微刻蚀所述接触孔的底部，去除所述接触孔内所述衬底表面残存的绝缘物薄膜；
在所述接触孔内沉积金属层形成插塞。
7.如权利要求6所述的接触孔插塞的制备方法，其特征在于，所述金属插塞为金属铝插塞。
8.如权利要求6所述的接触孔插塞的制备方法，其特征在于，所述采用物理气相沉积的方法形成所述金属层。
9.如权利要求6所述的接触孔插塞的制备方法，其特征在于，在所述微刻蚀步骤中，刻蚀气压为40mT，刻蚀功率为500W，刻蚀时间为40s。
10.如权利要求9所述的接触孔插塞的制备方法，其特征在于，所述刻蚀气体为C5F8、O2、Ar的混合气体，C5F8、O2、Ar的流量比为20sccm∶15sccm∶100sccm。
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|---|---|---|---|---|
| CN1649095A (zh) * | 2003-12-24 | 2005-08-03 | 海力士半导体有限公司 | 形成半导体器件接触的方法 |
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2011
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