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Gebiet der vorliegenden Erfindung
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Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der integrierten Schaltungen und betrifft insbesondere Feldeffekttransistoren und Fertigungsverfahren auf der Grundlage verspannter dielektrischer Schichte, die über den Transistoren ausgebildet sind und zum Erzeugen einer Verformung in Kanalgebieten der Transistoren verwendet werden.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Integrierte Schaltungen enthalten typischerweise eine sehr große Anzahl an Schaltungselementen auf einer vorgegebenen Chipfläche gemäß einem spezifizierten Schaltungsaufbau, wobei in komplexen Schaltungen der Feldeffekttransistor ein vorherrschendes Schaltungselement repräsentiert. Im Allgemeinen werden eine Vielzahl von Prozesstechnologien für moderne Halbleiterbauelemente eingesetzt, wobei komplexe Schaltungen auf Grundlage von Feldeffekttransistoren, etwa Mikroprozessoren, Speicherchips und dergleichen, die CMOS-Technologie eine der vielversprechendsten Vorgehensweisen auf Grund der guten Eigenschaften im Hinblick auf die Arbeitsgeschwindigkeit und/oder Leistungsaufnahme und/oder Kosteneffizienz ist. Während der Herstellung komplexer integrierter Schaltungen unter Anwendung der CMOS-Technologie werden Millionen komplementärer Transistoren, d. h. n-Kanaltransistoren und p-Kanaltransistoren, auf einem Substrat hergestellt, das eine kristalline Halbleiterschicht aufweist. Ein Feldeffekttransistor enthält, unabhängig davon, ob ein n-Kanaltransistor oder ein p-Kanaltransistor betrachtet wird, sogenannte pn-Übergänge, die durch eine Grenzfläche stark dotierter Drain- und Sourcegebiete mit einem invers oder schwach dotierten Kanalgebiet gebildet sind, das zwischen dem Draingebiet und dem Sourcegebiet angeordnet ist. Die Leitfähigkeit des Kanalgebiets, d. h. der Durchlassstrom des leitenden Kanals, wird durch eine Gateelektrode gesteuert, die über dem Kanalgebiet angeordnet und davon durch eine dünne isolierende Schicht getrennt ist. Die Leitfähigkeit des Kanalgebiets beim Aufbau eines leitenden Kanals auf Grund des Anlegens einer geeigneten Steuerspannung an die Gateelektrode hängt von der Dotierstoffkonzentration, der Beweglichkeit der Ladungsträger und – für eine gegebene Abmessung des Kanalgebiets in der Transistorbreitenrichtung – von dem Abstand zwischen dem Sourcegebiet und dem Draingebiet ab, der auch als Kanallänge bezeichnet wird. Somit bestimmt die Leitfähigkeit des Kanalgebiets wesentlich das Leistungsverhalten der MOS-Transistoren. Daher ist die Verringerung der Kanallänge und damit verknüpft die Verringerung des Kanalwiderstands – ein wichtiges Entwurfskriterium, um eine Zunahme der Arbeitsgeschwindigkeit integrierter Schaltungen zu erreichen.
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Die Verringerung der Transistorabmessungen zieht jedoch eine Reihe damit verknüpfter Probleme nach sich, die es zu lösen gilt, um nicht in unerwünschter Weise die Vorteile aufzuheben, die durch das stetige Verringern der Kanallänge von MOS-Transistoren gewonnen werden. Ein wichtiges Problem, das mit kleineren Gatelängen verknüpft ist, ist das Auftreten sogenannter Kurzkanaleffekte, die zu einer geringeren Steuerbarkeit der Kanalleitfähigkeit führen. Kurzkanaleffekten kann durch gewisse Entwurfstechniken begegnet werden, wovon jedoch einige mit einer Verringerung der Kanalleitfähigkeit einhergehen, wodurch die Vorteile teilweise aufgehoben werden, die durch die Verringerung der kritischen Abmessungen erreicht werden.
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Im Hinblick auf diese Situation wurde vorgeschlagen, das Leistungsverhalten der Transistorelemente nicht nur durch Reduzieren der Transistorabmessungen zu verbessern, sondern auch durch Erhöhen der Ladungsträgerbeweglichkeit in dem Kanalgebiet bei einer vorgegebenen Kanallänge, wodurch der Durchlassstrom und somit das Transistorleistungsverhalten gesteigert werden. Beispielsweise kann die Gitterstruktur in dem Kanalgebiet modifiziert werden, indem etwa eine Zugverformung oder eine Druckverformung darin erzeugt wird, die zu einer modifizierten Beweglichkeit von Elektronen bzw. Löchern führt. Beispielsweise kann das Erzeugen einer Verformung in dem Kanalgebiet einer Siliziumschicht mit einer standardmäßigen Kristallkonfiguration die Beweglichkeit von Elektronen erhöhen, was sich wiederum direkt in einer entsprechenden Zunahme der Leitfähigkeit von n-Transistoren ausdrückt. Andererseits erhöht eine kompressive Verformung im Kanalgebiet die Beweglichkeit von Löchern, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, das Leistungsverhalten von p-Transistoren zu verbessern.
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Eine effiziente Vorgehensweise in dieser Hinsicht ist eine Technik, die das Erzeugen gewünschter Verspannungsbedingungen innerhalb des Kanalgebiets unterschiedlicher Transistorelemente ermöglicht, indem die Verspannungseigenschaften eines dielektrischen Schichtstapels eingestellt werden, der über der grundlegenden Transistorstruktur gebildet ist. Der dielektrische Schichtstapel enthält typischerweise eine oder mehrere dielektrische Schichten, die nahe am Transistor angeordnet sind und die auch zum Steuern des entsprechenden Ätzprozesses verwendet werden können, um Kontaktöffnungen zu bilden, die eine Verbindung zu den Gate-, Drain- und Sourceanschlüssen herstellen. Somit kann eine wirksame Steuerung der mechanischen Verspannung in den Kanalgebieten, d. h. eine effektive Verspannungstechnologie, erreicht werden, indem individuell die internen Verspannungen dieser Schichten eingestellt werden, die auch als Kontaktätzstoppschichten bezeichnet werden, und indem eine Kontaktätzstoppschicht mit einer inneren kompressiven Verspannung über einem p-Kanaltransistor angeordnet wird und eine Kontaktätzstoppschicht mit einer inneren Zugverformung über einem n-Kanaltransistor positioniert wird, wodurch in den zugehörigen Kanalgebieten eine kompressive Verformung bzw. eine Zugverformung erzeugt wird.
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Typischerweise wird die Kontaktätzstoppschicht durch plasmaunterstützte chemische Dampfabscheideprozesse (PECVD) über dem Transistor gebildet, d. h. über der Gatestruktur und den Drain- und Sourcegebieten, wobei z. B. Siliziumnitrid auf Grund seiner hohen Ätzselektivität in Bezug auf Siliziumdioxid, das ein gut etabliertes elektrisches Zwischenschichtmaterial ist, verwendet wird. Des weiteren kann PCVD-Siliziumnitrid mit einer hohen inneren Verspannung, beispielsweise bis zu 2 Gigapascal (GPa) oder deutlich höher an kompressiver Verspannung und bis zu 1 GPa und deutlich höher an Zugverspannung aufgebracht werden, wobei die Art und die Größe der inneren Verspannung effizient durch Auswahl geeigneter Abscheideparameter eingestellt werden kann. Beispielsweise der Ionenbeschuss, der Abscheidedruck, die Substrattemperatur, die Gasdurchflussraten und dergleichen stellen effiziente Parameter dar, die benutzt werden können, die gewünschte innere Verspannung zu erreichen.
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Das Herstellen einer oder mehrerer verspannungsinduzierender dielektrischer Materialien über den Transistorgrundstrukturen ist somit eine vielversprechende Technik für die weitere Steigerung des Leistungsverhaltens von Transistoren, wobei der Grad an Leistungssteigerung deutlich von dem inneren Verspannungspegel der dielektrischen Materialien und der Menge des verspannten Materials abhängt, die nahe an dem Kanalgebiet der Transistoren angeordnet werden kann. Aus diesem Grunde wurden Abscheiderezepte entwickelt, die das Abscheiden verspannter Siliziumnitridmaterialien mit einem inneren Verspannungspegel im oben genannten Bereich ermöglichen, wobei zusätzlich die Dicke der Siliziumnitridmaterialien möglichst groß gewählt wird, um einen maximalen Spannungsübertrag für einen gegebenen erreichbaren inneren Verspannungspegel zu erreichen. Es zeigt sich jedoch, dass in extrem skalierten Halbleiterbauelementen weiterer Bauteilfehler während der Ausbildung der kritischen Kontaktebene auf der Grundlage verspannter Siliziumnitridmaterialien auftreten können, wie dies detaillierter mit Bezug zu 1 beschrieben ist.
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1a zeigt schematisch eine Draufsicht eines Halbleiterbauelements 100, das ein modernes Halbleiterbauelement mit sehr kleinen Transistorelementen, etwa Transistoren 150a, 150b, repräsentiert. Beispielsweise repräsentiert der in 1a gezeigte Schaltungsbereich einen Teil eines RAM-(Speicher mit wahlfreiem Zugriff)Gebietes, in welchem typischerweise eine Vielzahl von Transistoren dicht gepackt angeordnet sind, um damit eine hohe Bitdichte zu erreichen. Das Halbleiterbauelement 100 umfasst ein geeignetes Substrat (nicht gezeigt), über welchem Halbleitergebiete 103a, 103b vorgesehen sind, die als „aktive” Gebiete betrachtet werden, um darin Transistorelemente, etwa Transistoren 150a, 150b, herzustellen. Des weiteren sind die aktiven Gebiete 103a, 103b eingebettet und somit lateral voneinander getrennt durch eine geeignete Isolationsstruktur 102, die typischerweise in Form einer flachen Grabenisolation in anspruchsvollen Anwendungen vorgesehen ist. Die Transistoren 150a, 150b enthalten Gateelektroden 151a, 151b, die über den jeweiligen aktiven Gebieten 103a, 103b ausgebildet sind und die sich in ein benachbartes aktives Gebiet erstrecken, um damit eine effiziente Verbindungsstruktur zwischen den einzelnen Schaltungselementen des Halbleiterbauelements 100 bereitzustellen. Zum Beispiel ist die Gateelektrodenstruktur 151b über dem aktiven Gebiet 103b gebildet und erstreckt sich entlang der Isolationsstruktur 102 in das aktive Gebiet 103a, um damit einen Kontakt der Gateelektrodenstruktur 151b mit dem Transistor 150a über ein entsprechendes Kontaktelement 160a zu ermöglichen. In ähnlicher Weise ist die Gateelektrodenstruktur 151a des Transistors 150a über dem aktiven Gebiet 103a ausgebildet und erstreckt sich entlang der Isolationsstruktur 102 in das aktive Gebiet 103b, in welchem ein Kontaktelement 160b die Gateelektrodenstruktur 151a mit dem Transistor 150b verbindet.
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Das in 1a gezeigte Halbleiterbauelement 100 wird typischerweise auf der Grundlage der folgenden Prozesse hergestellt. Zunächst wird die Isolationsstruktur 102 hergestellt, beispielsweise durch aufwendige Lithographietechniken, um eine Ätzmaske vorzusehen, um damit die Position und die laterale Größe entsprechender Gräben festzulegen, die in dem Halbleitermaterial zu bilden sind. Daraufhin werden die Gräben in das Halbleitermaterial geätzt und werden nachfolgend mit einem geeigneten dielektrischen Material, etwa Siliziumdioxid und dergleichen gefüllt, wodurch die Position und die Größe der aktiven Gebiete 103a, 103b festgelegt ist. Als nächstes wird die grundlegende Dotierung der aktiven Gebiete 103a, 103b erzeugt, etwa durch Implantationsprozesse unter Anwendung eines geeigneten Maskierungsschemas, um selektiv eine erforderliche Dotierstoffsorte in die jeweiligen aktiven Gebiete 103a, 103b einzuführen. In dem in 1a gezeigten Beispiel sei angenommen, dass die aktiven Gebiete 103a, 103b aktive Gebiete für p-Kanaltransistoren repräsentieren und daher während einer entsprechenden Implantation zum Einbau einer n-Dotierstoffsorte freiliegen, während andere aktive Gebiete (nicht gezeigt) von n-Kanaltransistoren maskiert sind, beispielsweise durch ein Lackmaterial. Als nächstes werden die Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b bereitgestellt, indem ein geeignetes Gatedielektrikumsmaterial, etwa ein siliziumdioxidbasiertes Material, ein dielektrisches Material mit großem ε, das als ein dielektrisches Material mit einer Dielektrizitätskonstante von ungefähr 10,0 oder höher zu verstehen ist, und dergleichen hergestellt wird. Es sollte beachtet werden, dass in komplexen Halbleiterbauelementen typischerweise eine Länge der Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b im Bereich von ungefähr 50 nm oder weniger liegt, wodurch äußerst dünne siliziumdioxidbasierte Gatedielektrikumsmaterialien erforderlich sind, die zu einem signifikanten Leckstrom führen. Aus diesem Grunde werden zunehmend siliziumdioxidbasierte Materialien zumindest teilweise durch ein dielektrisches Material mit großem ε ersetzt, das für eine bessere kapazitive Kopplung bei einer deutlich größeren physikalischen Dicke sorgt, wodurch die Gateleckströme verringert werden. Nach der Herstellung des Gatedielektrikumsmaterials werden ein oder mehrere geeignete Elektrodenmaterialien auf der Grundlage einer geeigneten Abscheidetechnik aufgebracht. Beispielsweise wird Silizium typischerweise als ein Elektrodenmaterial verwendet, möglicherweise in Verbindung mit zusätzlichen Deckmaterialien und dergleichen, wie sie für das Strukturieren des Schichtstapels und die weitere Bearbeitung des Bauelements 100 erforderlich sind. In anderen Fällen werden zusätzlich oder alternativ zu dem siliziumbasierten Material andere Elektrodenmaterialien, etwa metallenthaltende Materialien und dergleichen, eingesetzt, um die Leitfähigkeit der Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b zu verbessern. Die Strukturierung des Schichtstapels erfordert typischerweise sehr aufwendige Lithographietechniken in Verbindung mit speziellen Ätzrezepten, um eine gewünschte Gatelänge entsprechend den Entwurfsregeln zu erreichen. Daraufhin werden Drain- und Sourcegebiete 152 in den aktiven Gebieten 103a, 103b auf der Grundlage von Implantationsprozessen möglicherweise in Verbindung mit anderen Techniken, etwa dem Einbau eines in-situ-dotierten Halbleitermaterials in entsprechende Aussparungen, vorgesehen, die lateral benachbart zu den Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b gemäß einiger konventioneller Prozessstrategien erzeugt werden. Da typischerweise komplexe laterale Dotierstoffprofile erforderlich sind, wird eine Seitenwandabstandshalterstruktur 153, die gestrichelt gezeigt ist, an Seitenwänden der Gateelektrodenstruktur 151a, 151b hergestellt, wodurch ein gewünschter lateraler Abstand zumindest eines Teils der Drain- und Sourcegebiete 152 während einer entsprechenden Implantationssequenz festgelegt wird. Die Abstandshalterstruktur 153 wird typischerweise unter Anwendung thermisch aktivierter CVD (chemische Dampfabscheidung), plasmaunterstützter CVD-Techniken und dergleichen in Verbindung mit anisotropen Ätzprozessen hergestellt. D. h., es wird ein konformes Abstandshaltermaterial in Form von Siliziumnitrid aufgebracht und wird anschließend anisotrop geätzt, wobei auf Grund der Topographie der Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b Material an Seitenwänden der Gatestrukturen 151a, 151b nach dem Ende des anisotropen Ätzprozesses zurückbleibt. Daraufhin werden tiefe Drain- und Sourcebereiche der Drain- und Sourcegebiete 152 auf der Grundlage von Implantationsprozessen unter Anwendung der Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b und der Abstandshalterstruktur 153 als effiziente Implantationsmaske erzeugt. Nachfolgend werden Ausheizprozesse ausgeführt, um die Dotierstoffsorte zu aktivieren und durch Implantation hervorgerufene Schäden zu rekristallisieren. Als nächstes wird typischerweise ein Silizidizierungsprozess ausgeführt, in welchem ein hochschmelzendes Metall, etwa Nickel, Platin, Kobalt und dergleichen abgeschieden und wärmebehandelt wird, um eine Reaktion mit dem kristallinen Siliziummaterial in den aktiven Gebieten 103b, 103a hervorzurufen, wodurch ein Metallsilizid gebildet wird, das einen deutlich geringeren Schichtwiderstand im Vergleich zu den dotierten Drain- und Sourcegebieten 152 aufweist. Während des entsprechenden Silizidizierungsprozesses sorgt auch die Abstandshalterstruktur 153 für einen entsprechenden Abstand von Metallsilizidgebieten (nicht gezeigt) in Bezug auf die Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b, da Metallsilizid nicht auf dielektrischen Oberflächenbereichen, etwa der Abstandshalterstruktur 153 und der Isolationsstruktur 102, erzeugt wird.
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Somit übt die Abstandshalterstruktur 153 einen großen Einfluss auf das gesamte Leistungsverhalten der resultierenden Transistoren 150a, 150b aus, da das laterale Dotierstoffprofil und der gesamte Schichtwiderstand der Drain- und Sourcegebiete 152 durch die Abstandshalterstruktur 153 beeinflusst ist. Aus diesem Grunde werden typischerweise Abscheiderezepte eingesetzt, in denen ein im Wesentlichen konformes Abscheideverhalten mit den erforderlichen Materialeigenschaften bei einer akzeptablen Prozesszeit erreicht wird. D. h., auf Grund wirtschaftlicher Bedingungen hängt die Rentabilität der Halbleiterfertigungsstätte nicht nur von der gesamten Produktionsausbeute ab, d. h. dem Anteil von brauchbaren Produkten zu nicht brauchbaren Produkten, sondern diese hängt auch von einer kurzen Durchlaufzeit ab, was erreicht werden kann, indem die Anzahl einzelner Prozessschritte auf einem akzeptablen Niveau gehalten wird und indem die Durchlaufzeit in den einzelnen Prozessen verringert wird. Aus diesem Grunde werden häufig Abscheideprozesse in einer „ineinander verschachtelten” Weise ausgeführt, in der zwei oder mehr Abscheidekammern sequenziell durchlaufen werden, um damit die gewünschte Schichtdicke zu erreichen, ohne dass größere Transportkapazitäten zum Überführen eines Substrats von einer Prozesskammer zu einer anderen erforderlich sind. Durch Ausführen eines Abscheideprozesses auf der Grundlage mehrerer sequenziell ausgeführter Prozessschritte kann die gesamte Durchlaufzeit verringert werden, wobei auch die Transportressourcen geringer sind im Vergleich zu der Bereitstellung der gleichen Anzahl an Prozesskammern, die in paralleler Weise arbeiten. Somit wird das Siliziumnitridabstandshaltermaterial für die Struktur 153 häufig auf der Grundlage mehrerer Abscheideschritte aufgebracht, wovon jeder zu einer Teilschicht der gleichen Dicke beiträgt. Ferner kann das Bilden mehrerer Teilschichten mit der gleichen Dicke zu einer besseren Prozesssteuerung führen, wodurch zu einer höheren Prozessgleichmäßigkeit für die Herstellung der Abstandshalterstruktur 153 beigetragen wird. Eine bessere Gleichmäßigkeit der Abstandshalterstruktur 153 wirkt sich direkt in einer besseren Gleichmäßigkeit der Drain- und Sourcegebiete 152 und der zugehörigen Metallsilizidbereiche aus. Nach der Fertigstellung der grundlegenden Transistorkonfiguration, d. h. nach dem Bilden der Metallsilizidgebiete zumindest in den Drain- und Sourcegebieten 152, wird ein verspannungsinduzierendes dielektrisches Material, etwa ein Siliziumnitridmaterial, typischerweise aufgebracht, etwa in Form eines stark kompressiv verspannten Siliziumnitridmaterials für die Transistoren 150a, 150b, wenn diese p-Kanaltransistoren repräsentieren. Während des Abscheideprozesses ist die Schichtdicke und damit die Menge des stark verspannten dielektrischen Materials wesentlich durch den Abstand 153d, der durch die Abstandshalterstrukturen 153 hervorgerufen wird, bestimmt, da eine Auswahl einer Dicke, die größer ist als die Hälfte des Abstands 153d, zu einer ausgeprägten Hohlraumerzeugung zwischen den Abstandshalterstrukturen 153 führen kann. Folglich wird eine geeignete Schichtdicke auf der Grundlage der Gesamtkonfiguration des Bauelements 100 ausgewählt, um damit ein oder mehrere verspannte dielektrische Materialien bereitzustellen. Beispielsweise wird ein zugverspanntes dielektrisches Material über n-Kanaltransistoren angeordnet, während ein kompressiv verspanntes dielektrisches Material über den Transistoren 150a, 150b angeordnet ist, wobei eine geeignete Strukturierungsstrategie angewendet wird. Daraufhin wird ein weiteres dielektrisches Zwischenschichtmaterial, etwa Siliziumdioxid und dergleichen, aufgebracht und eingeebnet. Das dielektrische Zwischenschichtmaterial in Verbindung mit dem verspannungsinduzierenden dielektrischen Siliziummaterial kann dann strukturiert werden, um entsprechende Öffnungen zu erhalten, die dann mit einem geeigneten Metall, etwa Wolfram, möglicherweise in Verbindung mit geeigneten Barrierenmaterialien, gefüllt werden, wodurch die Kontaktelemente 106a, 106b gebildet werden.
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Nach der zuvor beschriebenen Prozesssequenz stellt sich jedoch heraus, dass insbesondere in komplexen Bauteilgeometrien, d. h. in Halbleiterbauelementen mit einer Gatelänge in dem oben genannten Bereich und in dicht gepackten Bauteilbereichen ein ausgeprägter Ausbeuteverlust auftreten kann, der häufig durch Leckstrompfade oder sogar Kurzschlüsse 104 hervorgerufen wird, die die Kontaktelemente 160a, 160b über der Isolationsstruktur 102 miteinander verbinden. Daher sind dicht gepackte Bauteilgebiete äußerst fehlerbehaftet, wodurch eine deutlich geringere Produktionsausbeute für komplexe Halbleiterbauelemente hervorgerufen wird. Aus diesem Grunde werden große Anstrengungen unternommen, um durch Abscheidung erzeugte Unregelmäßigkeiten während der Herstellung von verspannungsinduzierenden Materialien in komplexen Halbleiterbauelementen zu vermeiden, wodurch zusätzliche Prozesskomplexität entsteht.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 052 220 A1 beschäftigt sich mit der Dotierstoffprofileinstellung für MOS-Bauelemente durch Anpassen einer Abstandshalterbreite vor der Implantation. Leistungseigenschaften von Transistoren werden individuell eingestellt, indem unterschiedliche Seitenwandabstandshalterbreiten auf der Grundlage eines geeigneten Maskierungsschemas vorgesehen werden.
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Die Druckschrift
US 6,686,232 B1 zeigt das Abscheiden einer dünnen Siliziumnitridschicht mit einer ultra-geringen Abscheidungsrate. Ausführungsbeispiele beinhalten das Abscheiden einer dünnen Schicht von Siliziumnitrid auf einer dünnen Siliziumdioxidschicht über einer Gateelektrode. Weitere Ausführungsformen beinhalten das Abscheiden der Siliziumnitridschicht in mehreren Abscheidungsschritten.
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Angesichts der zuvor beschriebenen Situation betrifft die vorliegende Erfindung Techniken und Halbleiterbauelemente, in denen Kontakte in dicht gepackten Bauteilbereichen von modernsten Halbleiterbauelementen gebildet werden, wobei eines oder mehrere der oben erkannten Probleme vermieden oder zumindest in der Auswirkung reduziert werden.
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Überblick über die Erfindung
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Im Allgemeinen betrifft die Erfindung die Problematik der erhöhten Ausbeuteverluste in kleinsten Halbleiterbauelementen, die durch Leckstrompfade hervorgerufen werden, die während der Herstellung von Kontaktelementen in der Kontaktebene der Halbleiterbauelemente erzeugt werden. Ohne die vorliegende Anmeldung auf die folgende Erläuterung einschränken zu wollen, so wird dennoch angenommen, dass eine erhöhte Wahrscheinlichkeit des Erzeugens von Hohlräumen während des Abscheidens eines dielektrischen Zwischenschichtmaterials, etwa eines verspannungsinduzierenden dielektrischen Materials, entsteht durch die spezielle Geometrie der Abstandshalterstruktur, die an Seitenwänden der Gateelektrodenstrukturen dicht liegender Transistorelemente gebildet ist. Es wird angenommen, dass eine Mehrschrittabscheidung des Abstandshaltermaterials zu einer nachteiligen Form der Abstandshalterelemente nach dem anisotropen Ätzprozess führt, was zu einer noch komplexeren Oberflächentopographie für das Abscheiden des verspannungsinduzierenden dielektrischen Materials führt. Es wird angenommen, dass das Vorsehen mehrerer Teilschichten, etwa dreier Teilschichten in einem Mehrschrittabscheideprozess zu einem gewissen Grad an „Unterätzung” oder einer Kerbenbildung an einem unteren Bereich der Abstandshalterelemente führen kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Erzeugens von Überhängen während des nachfolgenden Abscheidens des dielektrischen Materials vergrößert wird, wodurch Hohlräume erzeugt werden, die sich lateral zwischen den Kontaktelementen dicht liegender aktiver Bereiche erstrecken, wodurch zu ausgeprägteren Leckströmen beigetragen wird. Aus diesem Grunde stellt die vorliegende Erfindung Fertigungstechniken bereit, in denen eine Mehrschrittabscheidung eingesetzt wird, so dass ein hoher Grad an Kompatibilität zu konventionellen Prozessstrategien beigetragen wird, wobei jedoch Prozessparameterwerte zumindest eines Prozessparameters unterschiedlich für zwei aufeinanderfolgende Abscheideschritte gewählt wird, um damit einen Abstandsschichtstapel mit variierenden „Eigenschaften”, etwa Schichtdicke, zu erzeugen, um somit ein „nicht reguläres” Ätzverhalten während des nachfolgenden anisotropen Ätzprozesses zu verursachen. Auf der Grundlage dieser absichtlich eingeführten „Unregelmäßigkeit” in dem Stapel der Teilschichten des Abstandshaltermaterials können ätzabhängige Effekte effizienter „gemittelt” werden im Vergleich zur regelmäßigen Anordnung der Teilschichten in den konventionellen Techniken, was zu einem deutlich geringeren Grad an Unterätzung oder Kerbenbildung an dem unteren Bereich der Abstandshalterelemente führt. Während der Abscheidung des verspannungsinduzierenden Materials in einer späteren Fertigungsphase werden somit bessere Prozessbedingungen angetroffen, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Erzeugens von Hohlräumen in dem verspannungsinduzierenden dielektrischen Material verringert wird. Ferner sorgt die bessere Form der Abstandshalterelemente für eine bessere Gleichmäßigkeit während der Implantationsprozesse und der Silizidierungsprozesse, die auf der Grundlage der Abstandshalterelemente auszuführen sind.
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Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Erzeugen eines Abstandsschichtstapels, um damit ein Abstandshaltermaterial über mehreren Gateelektrodenstrukturen zu bilden, gemäß Anspruch 1 bereit.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Ausführen mindestens zweier unmittelbar aufeinanderfolgender separater Abscheideprozesse, in denen zwei oder mehr Abscheidekammern sequenziell durchlaufen werden, um damit einen Abstandsschichtstapel aus Teilschichten zu erzeugen, auf der Grundlage der gleichen Vorstufenmaterialien unter Anwendung zweier unterschiedlicher Werte mindestens eines Prozessparameters, um ein Abstandshaltermaterial über mehreren Gateelektrodenstrukturen zu bilden, die auf der Isolationsstruktur eines Halbleiterbauelements gebildet sind. Das Verfahren umfasst ferner das Entfernen eines Teils des Abstandshaltermaterials durch Ausführen eines anisotropen Ätzprozesses, um Seitenwandabstandshalterelemente aus dem Abstandshaltermaterial zu bilden. Des weiteren umfasst das Verfahren das Bilden einer verspannungsinduzierenden dielektrischen Schicht über und zwischen den mehreren Gateelektrodenstrukturen und das Bilden von Kontaktelementen in der verspannungsinduzierenden dielektrischen Schicht, wobei die Kontaktelemente eine Verbindung zu den mehreren Gateelektrodenstrukturen herstellen. Weiterhin wird beim erfindungsgemäßen Durchführen des Verfahrens ein Prozessparameter, der nicht die Abscheidezeit ist, so gewählt, dass eine Differenz in der Schichtdicke zwischen einem auf der Isolationsstruktur gebildeten Schichtbereich und einem auf der Oberfläche der Seitenwände der Gatelektrodenstrukturen gebildeten Schichtbereich in einer Schicht des Abstandsschichtstapels erreicht wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen und/oder in der folgenden detaillierten Beschreibung definiert, die mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen besser verstanden werden kann, in denen:
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1a schematisch eine Draufsicht eines Halbleiterbauelements 100 mit dicht gepackten Transistorelementen und einer Gateelektrodenstruktur zeigt, die auf der Grundlage konventioneller Prozessstrategien hergestellt ist, wodurch eine hohe Wahrscheinlichkeit des Erzeugens von Leckströmpfaden zwischen benachbarten aktiven Gebieten hervorgerufen wird;
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1b schematisch eine Querschnittsansicht entlang eines Schritts, wie er in 1a gezeigt ist, wobei ein Abstandshaltermaterial mit drei Teilschichten mit identischer Dicke gemäß konventioneller Strategien vorgesehen wird, wobei angenommen wird, dass dieses die Ursache von Kontaktausfällen in einer späteren Fertigungsphase ist;
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1c schematisch einen Mehrschrittabscheideprozess zur Herstellung eines Abstandshaltermaterials zeigt;
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1d und 1e schematisch Querschnittsansichten eines konventionellen Halbleiterbauelements mit unterätzten Abstandshalterelementen und mit einem entsprechenden verspannungsinduzierenden dielektrischen Material zeigt, das darin ausgebildet einen Hohlraum aufweist, von dem angenommen wird, dass durch die Abstandshalterform aus 1d hervorgerufen wird;
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2a bis 2c schematisch Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements gemäß eines Schnitts aus 1a zeigen, wobei ein Abstandshaltermaterial in einem Mehrschrittabscheideprozess mit mindestens einem variierenden Prozessparameter gemäß anschaulicher Ausführungsformen hergestellt wird;
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2d schematisch das Halbleiterbauelement in Querschnittsansicht in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase gemäß anschaulicher Ausführungsformen zeigt; und
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2e schematisch eine Querschnittsansicht des Halbleiterbauelements entlang eines Schnitts, wie er in 1a gezeigt ist, darstellt, wobei ein Kontaktelement mit einer deutlich geringeren Wahrscheinlichkeit für die Erzeugung eines Leckstrompfades gemäß anschaulicher Ausführungsformen gebildet wird.
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Detaillierte Beschreibung
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Im Allgemeinen stellt die vorliegende Erfindung Techniken für Halbleiterbauelemente bereit, in denen eine bessere Prozessgleichmäßigkeit während der Herstellung von Kontaktelementen in dicht gepackten Bauteilgebieten auf der Grundlage von Abstandshalterelementen, die gemäß einem Mehrschrittabscheideprozess ausgebildet sind, erreicht wird. Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Erläuterung eingeschränkt erachtet werden soll, die mit Bezug zu den 1b bis 1e und auch mit Bezug auf 1a angegeben ist, worin ein Mechanismus beschrieben ist, von dem angenommen wird, dass er eine wesentliche Ursache für Kontaktausfälle in komplexen Halbleiterbauelementen ist. Folglich wird gemäß den hierin offenbarten Prinzipien ein gewisser Grad an „Unregelmäßigkeit” beispielsweise in der Form einer variierenden Schichtdicke in den Mehrschrittabscheideprozess eingebaut, um damit eine bessere Abstandshalterform nach dem anisotropen Ätzprozess zu erreichen.
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Mit Bezug zu den 1b bis 1d wird nunmehr der Ausfallmechanismus beschrieben und mit Bezug zu den 2a bis 2e werden weitere anschauliche Ausführungsformen detaillierter dargelegt, wobei auch auf 1a bei Bedarf verwiesen wird.
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1b zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des Halbleiterbauelements 100 entlang der Linie Ib aus 1a. Wie gezeigt, umfasst das Bauelement 100 ein Substrat 101, über welchem die Isolationsstruktur 102 gebildet ist. Des weiteren sind die Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b, die aus geeigneten Materialien aufgebaut sind, wie dies zuvor beschrieben ist, in Verbindung mit einem Abstandshaltermaterial 153s gezeigt, das in Form dreier im Wesentlichen identischer Teilschichten 153a, 153b und 153c vorgesehen ist. D. h., die Teilschichten 153a, ..., 153c sind typischerweise als Siliziumnitridmaterial mit im Wesentlichen identischer Schichtdicke vorgesehen. Häufig wird eine Ätzstoppschicht 154, etwa eine Siliziumdioxidschicht, zwischen der Isolationsstruktur 102 und den Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b und dem Abstandshaltermaterial 153s gebildet.
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1c zeigt schematisch einen typischen Prozessablauf 110 zur Herstellung des Abstandshaltermaterials 153s, beispielsweise sind drei Abscheidestationen, etwa in Form geeigneter Prozesskammern oder in Form einer Clusteranlage und dergleichen, bereitgestellt, wodurch die jeweiligen Abscheideumgebungen 110a, 110b und 110c geschaffen werden, die das Bauelement 100 der Reihe nach durchläuft. Während des Abscheideprozesses 110a wird somit die Teilschicht 153a aufgebracht und daraufhin läuft das Bauelement 100 weiter zu der Prozessumgebung 110b, während ein weiteres Substrat in der Umgebung 110a angeordnet wird, wodurch ein verschachtelter Substratbearbeitungsablauf zur Erhöhung des Gesamtdurchsatzes geschaffen wird. In der Umgebung 110b wird die Schicht 153b aufgebracht und in ähnlicher Weise wird die Schicht 153c in der Umgebung 110c erzeugt, wobei identische Prozessparameterwerte in jedem der Abscheideprozesse 110a, ..., 110c angewendet werden.
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1d zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100, wenn es der Einwirkung einer anisotropen Ätzumgebung 111 ausgesetzt ist, um die Abstandshalterelemente 153 zu erzeugen. Während des Prozesses 111 wird eine gewisse Kerbe oder ein unterätzter Bereich 153n gebildet, von dem angenommen wird, dass das sich aus der regelmäßigen Struktur von „Säumen” 153r ergibt, was zu einer nicht gewünschten relativen hohen Ätzrate während des Prozesses 111 führt.
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1e zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase, d. h. nach dem Bilden von Drain- und Sourcegebieten und Metallsilizidbereichen (nicht gezeigt) in den Drain- und Sourcegebieten, möglicherweise in Verbindung mit Metallsilizidgebieten in den Gateelektrodenstrukturen 151a, 151b (nicht gezeigt), wobei ein verspannungsinduzierendes dielektrisches Material 130 auf der Grundlage gut etablierter Abscheiderezepte aufgebracht wird. Während des Abscheidens kann folglich ein Hohlraum 131 auf Grund der eingekerbten Form der Abstandshalterelemente 153 erzeugt werden. Der Hohlraum 131 erstreckt sich über die Isolationsstruktur 102, wie sie in 1a gezeigt ist, und kann zumindest teilweise während der Herstellung der Kontaktelemente 160a, 160b gefüllt werden, woraus sich ein Kontaktausfall ergibt.
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Gemäß der Erfindungs-Prinzipien wird daher ein gewisser Grad an Unregelmäßigkeit oder Variabilität des Abstandshaltermaterials erzeugt, ohne jedoch in unerwünschter Weise die gesamte Durchlaufzeit und die Gleichmäßigkeit der Abstandshalterelemente zu beeinflussen, um somit die Wahrscheinlichkeit des Erzeugens stärkerer Leckstrompfade zu verringern.
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2a zeigt schematisch ein Halbleiterbauelement 200 in Querschnittsansicht, das im Wesentlichen dem Schnitt entspricht, wie dies in 1a als IIa dargestellt ist. Wie gezeigt, umfasst das Halbleiterbauelement 200 ein Substrat 201, über welchem eine Isolationsstruktur 202 gebildet ist, die entsprechende aktive Gebiete, wie dies auch mit Bezug zu 1a erläutert ist, definiert. Des weiteren sind Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b auf der Isolationsstruktur 202 und auf entsprechenden aktiven Gebieten gebildet, wie diese zuvor mit Bezug zu dem Halbleiterbauelement 100 erläutert ist. Im Hinblick auf Eigenschaften der Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b, etwa Materialzusammensetzung, Gatelänge und dergleichen, gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor erläutert sind. In der gezeigten Fertigungsphase ist eine Ätzstoppschicht 254, etwa eine Siliziumdioxidbeschichtung und dergleichen, auf der Isolationsstruktur 202 und den Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b bei Bedarf ausgebildet, woran sich eine erste Teilschicht 253a eines Abstandshaltermaterials anschließt. Beispielsweise ist die erste Teilschicht 253a aus Siliziumnitrid aufgebaut, wobei jedoch zu beachten ist, dass auch eine andere Materialzusammensetzung verwendet werden kann, wenn dies mit den gesamten Prozess- und Bauteilerfordernissen kompatibel ist.
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Im Hinblick auf Fertigungsstrategien zur Herstellung der Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor mit Bezug zu dem Halbleiterbauelement 100 erläutert sind. Nach dem Strukturieren der Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b und anschließender Herstellung von Drain- und Sourcegebieten wird die Abstandshalterschicht 254 auf der Grundlage eines geeigneten Abscheiderezepts aufgebracht. Daraufhin wird ein Abscheideprozess 210a auf der Grundlage geeigneter ausgewählter Prozessparameter ausgeführt, um die Teilschicht 253a zu erhalten. Es sollte beachtet werden, dass die Abscheideumgebung des Prozesses 210a in einer beliebigen geeigneten Prozesskammer von mehreren Prozesskammern, beispielsweise einer Cluster-Anlage, eingerichtet werden kann, um damit eine sequenzielle Abscheidesequenz von separaten Abscheideschritten einzurichten, um somit ein Abstandshaltermaterial gemäß einem sehr effizienten Gesamtprozessablauf zu erhalten. Im Gegensatz zu der mit Bezug zu den 1b bis 1c beschriebenen konventionellen Strategie wird die Sequenz aus separaten Abscheideprozessen auf der Grundlage zumindest eines unterschiedlichen Prozessparameterwertes ausgeführt, um einen gewissen Grad an Unregelmäßigkeit, etwa im Hinblick auf die Schichtdicke und dergleichen, einzufügen. Während des Abscheideprozesses 210a werden beispielsweise die Prozesstemperatur, der Druck und dergleichen in geeigneter Weise eingestellt, um eine gewünschte Materialzusammensetzung unter Anwendung eines speziellen Vorstufenmaterialsystems zu bilden. Beispielsweise wird eine moderat kurze Abscheidezeit dadurch realisiert, dass beispielsweise die Zufuhr des Vorstufenmaterials unterbrochen wird, wobei das Substrat 201 in der jeweiligen Abscheidekammer bleibt, da in einer oder mehreren nachfolgenden Abscheidekammern die Sequenz aus separaten Abscheideprozessen ggf. eine längere effektive Abscheidezeit angewendet wird. Wenn eine moderat kurze Abscheidezeit für den Prozess 210a ausgewählt wird, ist die Dicke der Schicht 253a kleiner im Vergleich zu konventionellen Strategien, worinabhängig von der Auswahl anderer Prozessparameter, eine gewisse Differenz in der Schichtdicke zwischen einem auf der Isolationsstruktur 202 gebildeten Schichtbereich und den Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b erreicht wird. Beispielsweise kann ein geringfügiger Temperaturgradient zwischen der Isolationsstruktur 202 und den Gateelektroden 251a, 251b zu einer leicht unterschiedlichen Abscheiderate zumindest zu Beginn des Abscheideprozesses 210a führen.
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2b zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200, wenn es der Einwirkung einer weiteren Abscheideumgebung 210b ausgesetzt ist, um eine weitere Teilschicht 253b zu bilden die in der gezeigten Ausführungsform sich von der Teilschicht 253a in der Dicke unterscheidet. Beispielsweise wird die Schicht 253b so gebildet, dass diese eine größere Schichtdicke im Vergleich zur Schicht 253a aufweist, beispielsweise mit einem Faktor von ungefähr 2 oder weniger, so dass insgesamt ein unterschiedlicher Grad an Inhomogenität an einem Saumgebiet 253n erreicht wird. D. h., eine Schicht 253l, die durch eine Grenzfläche definiert ist, die im Wesentlichen vertikal aufgewachsene Materialbereiche und horizontal aufgewachsene Materialbereiche der Schichten 253a, 253b verbindet, kann eine deutlich unterschiedliche Konfiguration im Vergleich zu einer entsprechenden regulären Konfiguration besitzen, die in der konventionellen Prozessstrategie erhalten wird, wie sie mit Bezug zu den 1b und 1c erläutert ist. Es sollte beachtet werden, dass die weitere „Modulation” des Grenzflächenbereichs 253l durch Variieren der Prozessparameter, etwa des Abscheidedruckes, der Temperatur, und dergleichen, erreicht werden kann, so dass eine geringere Differenz im Abscheideverhalten erreicht wird, wie dies zuvor erläutert ist. Daher kann grundsätzlich die gleiche Materialzusammensetzung für die Schichten 253a, 253b erhalten werden, wobei dennoch ein gewisser Grad an Unregelmäßigkeit in das Gebiet 253n eingeführt wird. Es sollte beachtet werden, dass ein Unterschied in der Dicke, wie dies in 2b gezeigt ist, in einigen anschaulichen Ausführungsformen erreicht wird, indem unterschiedliche Prozesszeiten angewendet werden, d. h. die tatsächlichen Abscheidezeiten, in welchen die Vorstufenmaterialien in der Abscheideatmosphäre 210a, 210b vorhanden sind, während andere Prozessparameterwerte im Wesentlichen den gleichen Wert für beide Abscheideprozesse 210a, 210b besitzen. In diesem Falle kann die gesamte Durchlaufzeit der kombinierten Prozesse 210a, 210b bei einer vorgegebenen gewünschten Gesamtdicke eines Abstandshaltermaterials erhöht werden, da in einer sequenziellen Abscheidesequenz die längere Abscheidezeit im Schritt 210b die gesamte Durchlaufzeit bestimmt. In anderen anschaulichen Ausführungsformen werden zusätzliche Prozesskammern dem Prozessschritt 210b zugewiesen, so dass der entsprechende Durchsatz des Abscheideprozesses 210b in einer Cluster-Anlage vergleichbar ist zu deren Prozessdurchsatz des Abscheideschritts 210a, der die geringere Schichtdicke auf der Grundlage einer geringeren Abscheidezeit erzeugt. Folglich kann eine Mehrschrittabscheidesequenz effizient angewendet werden, wobei dennoch für unterschiedliche Eigenschaften der Schichten 253a, 253b im Hinblick auf Inhomogenitäten gesorgt wird, die in dem Gebiet 253n beispielsweise durch Vorsehen einer unterschiedlichen Schichtdicke erzeugt werden.
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2c zeigt schematisch das Halbeiterbauelement 200 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen, in denen das Bauelement 200 einem weiteren Abscheideprozess 210c unterzogen wird, der auf der Grundlage der gleichen Vorstufenmaterialien eingerichtet wird, die die Prozesse 210a, 210b, um eine weitere Teilschicht 253c zu bilden. Beispielsweise wird die Schicht 253c auf der Grundlage einer Parametereinstellung aufgebracht, die für eine zusätzliche Unregelmäßigkeit in den Saumgebiet 253n sorgt, in dem beispielsweise eine Schichtdicke ausgewählt wird, die sich von der Schichtdicke der Teilschicht 253b unterscheidet. In der gezeigten anschaulichen Ausführungsform wird eine deutlich geringere Dicke für die Schicht 253c im Vergleich zur Schicht 253b eingestellt. Im Hinblick auf eine Prozessparametereinstellung, etwa eine tatsächliche Abscheidezeit, die Temperatur, den Druck und dergleichen, gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor mit Bezug zu den Abscheideprozessen 210a, 210b beschrieben sind. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Prozessparametereinstellungen dieser Abscheideprozesse so gewählt werden, dass insgesamt eine gewünschte Dicke einer Abstandshalterschicht 254s gemäß den Bauteilerfordernissen erhalten wird. Es sollte beachtet werden, dass bei Bedarf mehr als drei Teilschichten des Abstandshaltermaterials 254s während einer entsprechenden Sequenz aus Abscheideprozessen aufgebracht werden können. Folglich wird das Abstandshaltermaterial 254s mit den gewünschten gesamten Materialeigenschaften bereitgestellt, beispielsweise in Form eines Siliziumnitridmaterials oder eines anderen geeigneten Abstandshaltermaterials, während gleichzeitig die Änderung zumindest eines Prozessparameters, etwa der Abscheidezeit, der Prozesstemperatur, des Prozessdrucks und dergleichen, zu einem gewissen Grad an Inhomogenität in dem Gebiete 253n für einen gegebenen Satz an Vorstufenmaterialien führt, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Erzeugens einer unerwünschten höheren Ätzrate in dem Gebiet 253n während der weiteren Bearbeitung des Halbleiterbauelements 200 verringert wird.
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2d zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase. Wie gezeigt, umfasst das Halbleiterbauelement 200 die Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b, die möglicherweise ein Metallsilizidgebiet 207 aufweisen, wenn ein Siliziummaterial als ein Teil der Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b verwendet wird. Ferner ist eine Abstandshalterstruktur 253 an Seitenwänden der Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b gebildet und weist Bereiche der Teilschichten 253a, ..., 253c auf. Wie gezeigt, besitzen die Abstandhalterelemente 253 eine deutlich bessere Form im Vergleich zu den konventionell hergestellten Abstandshaltern 253, wie sie in 1d gezeigt sind. Auf der Grundlage eines deutlich geringer ausgeprägten Grades an Unterätzung oder durch Bereitstellen der Abstandshalter 253 im Wesentlichen ohne unterätzte Bereiche kann folglich ein Teil eines dielektrischen Zwischenschichtmaterials 230, etwa eines verspannungsinduzierenden Materials 231 auf der Grundlage deutlich besserer Abscheidebedingungen hergestellt werden, wodurch das Erzeugen von abscheideabhängigen Unregelmäßigkeiten, etwa von Hohlräumen, vermieden oder zumindest deutlich eingeschränkt werden kann, wie dies beispielsweise ansonsten für das Halbleiterbauelement 100 der Fall ist, das in 1e gezeigt ist. Des Weiteren umfasst das Bauelement 200 ein weiteres dielektrisches Zwischenschichtmaterial 232, etwa in Form von Siliziumdioxid und dergleichen.
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Das Halbleiterbauelement 200 kann auf der Grundlage von Prozesstechniken hergestellt werden, wie sie zuvor beschrieben sind. D. h., nach der Ausbildung der Abstandshalterschicht 254s mit den mindestens zwei Schichten 253a, ..., 253c mit unterschiedlicher Schichtdicke wird ein anisotroper Ätzprozess ausgeführt, wie dies auch zuvor mit Bezug zu 1d erläutert ist, wobei für ein gegebenes gut etabliertes Ätzrezept eine bessere Form der Abstandshalter 253 auf Grund der absichtlich eingeführten „Unregelmäßigkeit” erhalten wird, wie dies auch zuvor dargestellt ist. Somit beruht die weitere Bearbeitung, d. h. der Einbau einer Dotierstoffsorte, auf einer besseren Prozessgleichmäßigkeit auf Grund der besseren Form der Abstandshalter 253. In ähnlicher Weise können Metallsilizidgebiete in den Drain- und Sourcebereichen mit besserer Gleichmäßigkeit auf Grund der günstigeren Form der Abstandshalter 253 hergestellt werden. Daraufhin wird das dielektrische Material 231 mit einer deutlich geringeren Wahrscheinlichkeit des Erzeugens von Überhängen aufgebracht, da die Abstandshalterelemente 253 eine größere Breite aufweisen können und damit eine maximale Breite an der Unterseite der Abstandshalter 253 besitzen. Folglich wird das Material 231 in einer sehr konformen Weise abgeschieden, ohne dass im Wesentlichen Hohlräume zwischen den Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b erzeugt werden. Daraufhin wird das dielektrische Zwischenschichtmaterial 232 auf Basis von Abscheidetechniken mit günstigem Spaltfüllvermögen aufgebracht, etwa durch subatmosphärische CVD und dergleichen. Bei Bedarf wird eine Einebnung des Materials 232 durchgeführt, beispielsweise durch CMP (chemisch-mechanisches Polieren) und dergleichen. Danach wird das dielektrische Zwischenschichtmaterial 230 strukturiert, so dass dieses Öffnungen erhält, die nachfolgend mit einem geeigneten leitenden Material gefüllt werden.
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2e zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200 in Querschnittsansicht entlang eines Schnitts, wie er in 1a bezeichnet ist, und darin als Schnitt IIe bezeichnet ist. Somit umfasst das Halbleiterbauelement 200 einen ersten Transistor 250a, der in und über einem aktiven Gebiet 203b gebildet ist, über welchem auch eine Gateelektrodenstruktur 251b ausgebildet ist, wie sie beispielsweise in 1a für das Bauelement 100 dargestellt ist. Ferner repräsentiert, wie in 1a gezeigt ist, die Gateelektrodenstruktur 251b die Gateelektrode eines Transistors, der in einem weiteren aktiven Gebiet (in 2e nicht gezeigt) gebildet ist. Die Gateelektrodenstrukturen 251a, 251b enthalten ein Elektrodenmaterial, etwa Polysilizium, ein Metall und dergleichen, wobei dies von der Komplexität des Bauelements 200 abhängt, wie dies auch zuvor erläutert ist. Ferner trennt ein Gatedielektrikumsmaterial 251 das Elektrodenmaterial von dem aktiven Gebiet 203b. Drain- und Sourcegebiete 252 sind in dem aktiven Gebiet 203b gebildet und enthalten Metallsilizidgebiete 256, wobei, wie zuvor erläutert ist, die Drain- und Sourcegebiete 252 und die Metallsilizidgebiete 256 auf der Grundlage der Abstandshalter 253 mit besserer Gleichmäßigkeit hergestellt werden, wie dies auch zuvor erläutert ist. Ferner ist auch ein Kontaktelement 260b so gebildet, dass es eine Verbindung zu der Gateelektrodenstruktur 251b herstellt und auch mit dem aktiven Gebiet 203b verbunden ist, d. h. mit dem darin gebildeten Metallsilizidgebiet 256. Auf Grund der günstigen Form der Abstandshalterelemente 253 und dem daraus resultierenden besseren Füllvermögen während des Abscheidens des Materials 231 kann die Strukturierung des dielektrischen Materials 231 zur Herstellung einer Kontaktöffnung des Elements 260b und das nachfolgende Füllen mit einem metallenthaltenden Material damit mit besserer Zuverlässigkeit bewerkstelligt werden. D. h., da die Wahrscheinlichkeit des Erzeugens eines Hohlraumes in dem Material 231 deutlich verringert ist, wird ein entsprechendes Öffnen des Hohlraums und das Auffüllen desselben mit dem leitenden Material während der Herstellung des Kontaktelements 260b ebenfalls deutlich reduziert, wodurch die Ausbildung eines entsprechenden Leckstrompfades vermieden oder zumindest verringert wird, wie er ansonsten in 1a durch 104 dargestellt ist.
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Es gilt also: Die vorliegende Erfindung stellt für Halbleiterbauelemente Fertigungstechniken bereit, in denen eine günstige Form von Abstandshalterelementen auf der Grundlage einer Mehrschrittabscheidetechnik erreicht wird, wobei eine Variabilität der Teilschichten eingeführt wird, um das Ätzverhalten des Abstandshaltermaterials zu verbessern. Aus diesem Grunde wird eine bessere Oberflächentopographie vor dem Abscheiden des verspannungsinduzierenden dielektrischen Materials erreicht, das somit mit einer deutlich geringeren Wahrscheinlichkeit zur Erzeugung. von Hohlräumen bereitgestellt werden kann. Folglich können Kontaktelemente in dicht gepackten Bauteilbereichen, etwa RAM-Bereichen komplexer Halbleiterbauelemente, mit erhöhter Produktionsausbeute hergestellt werden, wobei dennoch eine effiziente Mehrschrittabscheidetechnik zur Herstellung von Abstandshalterelementen angewendet werden kann.
