CN102214612B - 静态随机存储器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种静态随机存储器的制备方法。所述方法包括：提供半导体基板，所述半导体基板包括所述静态随机存储器的存储单元电路以及接触孔；在所述半导体基板的表面和所述接触孔内形成粘附层和扩散阻挡层；在所述接触孔内沉积第一导电材料，所述第一导电材料与所述存储单元电路电性连接；采用化学机械研磨的方式平坦化所述第一导电材料，形成填充所述接触孔的插塞，并去除所述半导体基板表面的所述粘附层和扩散阻挡层；采用微刻蚀的方式去除化学机械研磨后所述半导体基板表面残留的粘附层和扩散阻挡层；利用大马士革工艺形成第二导电材料，所述第二导电材料与所述插塞电性接触。本发明的方法能够提高静态随机存储器的可靠性，降低初始良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种静态随机存储器(Static Random Access Memory，SRAM)的制备方法，尤其涉及一种采用大马士革(damascene)工艺制备静态随机存储器的方法。
背景技术
随机存储器为一种挥发性(Volatile)的存储器，其中，静态随机存储器以存储单元内晶体管的导电状态来储存数据，静态随机存储器具有高速运转、低功率消耗与操作简单的特性，具有容易设计和不需经常更新所存取数据的优点。
随着集成电路制造技术的不断发展，半导体芯片的特征线宽不断缩小，目前，CMOS生产工艺已经达到0.13um水平。同时随着芯片内的晶体管数不断增加，功能越来越强，芯片的金属连线在越来越细的同时，也越来越长，层次也越来越多，因此，目前通常采用大马士革工艺来实现芯片的金属连线。
请参阅图1至图5，图1至图5是一种现有技术的静态随机存储器的制备方法的各步骤示意图。现有技术的静态随机存储器的制备方法包括如下步骤：
提供半导体基板11，所述半导体基板11包括所述静态随机存储器的存储单元电路12以及接触孔(Contact Hole)13，如图1所示。
在所述半导体基板11的表面和所述接触孔13内形成钛(Ti)层和氮化钛(TiN)层，如图2所示。在图2中，所述钛层和氮化钛层表示为复合层14。
形成钛层和氮化钛层后，在所述接触孔13内沉积金属钨(tungsten)15，如图3所示。所述金属钨15与所述存储单元电路12电性连接。具体的，所述金属钨15可以与存储单元电路中的晶体管的源区电性连接，所述金属钨15也可以与存储单元电路中的晶体管的漏区或者栅电极电性连接。
采用化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)的方式平坦化所述金属钨15，形成填充所述接触孔13的插塞(Plug)15，并去除所述半导体基板11表面的所述粘附层和扩散阻挡层，如图4所述。
在所述半导体基板11表面形成绝缘层16。利用大马士革工艺制备导电线路17，所述导电线路17与所述接触孔13内的插塞15电性连接，从而使得所述导电线路17与所述存储单元电路12电性连接，如图5所述。
然而，采用化学机械研磨的方式去除所述半导体基板11表面的粘附层和扩散阻挡层后，所述半导体基板11的部分表面常常会残留钛层和氮化钛层的复合薄层(flakes)，采用大马士革工艺制作所述导电线路17时，所述钛层和氮化钛层的复合薄层并不会被去除，从而影响所述静态随机存储器的可靠性，进而降低所述静态随机存储器的初始良率(Virgin yield)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高良率的静态随机存储器的制备方法。
一种静态随机存储器的制备方法，包括如下步骤：提供半导体基板，所述半导体基板包括所述静态随机存储器的存储单元电路以及接触孔；在所述半导体基板的表面和所述接触孔内形成粘附层和扩散阻挡层；在所述接触孔内沉积第一导电材料，所述第一导电材料与所述存储单元电路电性连接；采用化学机械研磨的方式平坦化所述第一导电材料，形成填充所述接触孔的插塞，并去除所述半导体基板表面的所述粘附层和扩散阻挡层；采用微刻蚀的方式去除化学机械研磨后所述半导体基板表面残留的粘附层和扩散阻挡层；利用大马士革工艺形成第二导电材料，所述第二导电材料与所述插塞电性连接。
上述方法优选的一种技术方案，所述第一导电材料为钨。
上述方法优选的一种技术方案，所述第二导电材料为铜。
上述方法优选的一种技术方案，所述粘附层为钛层。
上述方法优选的一种技术方案，所述扩散阻挡层为氮化钛层。
上述方法优选的一种技术方案，采用干法微刻蚀的方式去除所述残留的粘附层和扩散阻挡层。
本发明的静态随机存储器的制备方法，采用干法微刻蚀的方式去除所述半导体基板表面残留的粘附层和扩散阻挡层，有利于提高所述静态随机存储器的可靠性，进而提高所述静态随机存储器的初始良率。
附图说明
图1至图5是一种现有技术的静态随机存储器的制备方法的各步骤示意图。
图6是本发明的静态随机存储器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6，图6是本发明的静态随机存储器的制备方法的流程图。本发明的静态随机存储器的制备方法包括如下步骤：
提供半导体基板，所述半导体基板包括所述静态随机存储器的存储单元电路以及接触孔。所述半导体基板可以包括半导体衬底和形成在衬底表面的介质层，所述半导体基板也可以包括各种电子元件及元件之间的互联导线。
在所述半导体基板的表面和所述接触孔内形成粘附层和扩散阻挡层。优选的，所述粘附层为钛层，所述扩散阻挡层为氮化钛层。优选的，采用溅射沉积的方式形成所述粘附层，采用化学气相沉积的方法形成所述扩散阻挡层。
形成所述粘附层和扩散阻挡层后，在所述接触孔内沉积第一导电材料。所述第一导电材料与所述存储单元电路电性连接。具体的，所述第一导电材料可以与存储单元电路中的晶体管的源区或者漏区电性连接，所述第一导电材料也可以与存储单元电路中的晶体管的栅电极电性连接，所述第一导电材料还可以与存储单元电路中的互联线路连接。优选的，所述第一导电材料为金属钨(W)。
采用化学机械研磨的方式平坦化所述第一导电材料，形成填充所述接触孔的插塞，并去除所述半导体基板表面的所述粘附层和扩散阻挡层。
由于采用化学机械研磨的方式并不能充分的去除所述半导体基板表面的粘附层和扩散阻挡层，所述半导体基板表面会残留粘附层和扩散阻挡层。因此，采用微刻蚀的方式去除化学机械研磨后所述半导体基板表面残留的粘附层和扩散阻挡层。优选的，采用干法微刻蚀(soft dry etch)的方式去除残留的粘附层和扩散阻挡层。
去除残留的粘附层和扩散阻挡层后，在所述半导体基板的表面形成绝缘层。然后利用大马士革工艺形成第二导电材料，所述第二导电材料与所述插塞电性连接。具体的，所述第二导电材料形成所述静态随机存储器的导电线路，所述导电线路可以为所述静态随机存储器的位线或者字线或者其他互联的导电线路。优选的，所述第二导电材料为铜。
与现有技术相比，本发明的静态随机存储器的制备方法，采用干法微刻蚀的方式去除所述半导体基板表面残留的粘附层和扩散阻挡层，有利于提高所述静态随机存储器的可靠性，进而提高所述静态随机存储器的初始良率。
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 (6)
1.一种静态随机存储器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供半导体基板，所述半导体基板包括所述静态随机存储器的存储单元电路以及接触孔；
在所述半导体基板的表面和所述接触孔内形成粘附层和扩散阻挡层；
在所述接触孔内沉积第一导电材料，所述第一导电材料与所述存储单元电路电性连接；
采用化学机械研磨的方式平坦化所述第一导电材料，形成填充所述接触孔的插塞，并去除所述半导体基板表面的所述粘附层和扩散阻挡层；
采用微刻蚀的方式去除化学机械研磨后所述半导体基板表面残留的粘附层和扩散阻挡层；
利用大马士革工艺形成第二导电材料，所述第二导电材料与所述插塞电性连接。
2.如权利要求1所述的静态随机存储器的制备方法，其特征在于，所述第一导电材料为钨。
3.如权利要求1所述的静态随机存储器的制备方法，其特征在于，所述第二导电材料为铜。
4.如权利要求1所述的静态随机存储器的制备方法，其特征在于，所述粘附层为钛层。
5.如权利要求1所述的静态随机存储器的制备方法，其特征在于，所述扩散阻挡层为氮化钛层。
6.如权利要求1所述的静态随机存储器的制备方法，其特征在于，采用干法微刻蚀的方式去除所述残留的粘附层和扩散阻挡层。
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