DE102009052393A1 - Halbleiterherstellungsverfahren - Google Patents
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Abstract
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- 1). Gebiet der Erfindung
- Ausführungsbeispiele dieser Erfindung beziehen sich allgemein auf die Halbleiterherstellung. Mehr spezifisch beziehen sich die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung auf ein Verfahren zur Anschlussfüllung für Anschlüsse mit einem hohen Aspektverhältnis.
- 2). Diskussion zugehöriger Technik
- Bestehende Anschlussfülltechniken schlagen das konforme Abscheiden von Metallen oder eine Füllung von oben nach unten durch Kathodenzerstäubung (engl.: sputtering) vor. Zum Beispiel wird ein Kontaktloch innerhalb eines dielektrischen Materials auf einer Halbleiter enthaltenden Schicht gebildet. Das leitende Material wird innerhalb des Kontaktlochs an den Seitenwänden zum Boden des Kontaktlochs abgeschieden. Das leitende Material füllt das Kontaktloch nach innen von den Seitenwänden her und nach oben von dem Boden des Kontaktlochs her. Dies führt zu einem Übergang, der gebildet wird, wenn das Kontaktloch gefüllt wird. Stand der Technik Techniken verwenden typischerweise auch eine Haftmittelbarriere auf den Seitenwänden.
- Bei einer weiteren Beispieltechnik wird ein Kontaktloch innerhalb eines dielektrischen Materials gebildet, das auf einer Halbleiter enthaltenden Schicht gebildet ist. Das leitende Material wird innerhalb des Kontaktlochs durch Kathodenzerstäubung abgeschieden. Wenn das leitende Material in das Kontaktloch zerstäubt (engl. sputtered) wird, sammelt es sich auf den Seitenwänden und auf dem Boden des Kontaktlochs. Das leitende Material füllt das Kontaktloch nach innen von den Seitenwänden her und nach oben von dem Boden des Kontaktlochs. Dies führt zu einem Übergang, der gebildet wird, wenn das Kontaktloch gefüllt wird.
- Die Stand der Technik Verfahren haben eine starke Abhängigkeit vom Anschluss-Aspektverhältnis, so dass bei einem hohen Aspektverhältnis die Qualität des Anschlusses signifikant verringert ist. Bei diesen Verfahren sammelt sich die Anschlussfüllung auf den Seitenwänden und wächst nach innen von den Seitenwänden her. Eine der bekannten Nachteile ist die Erzeugung eines Übergangs. Eine weitere Einwirkung durch Polieren kann verursachen, dass der Übergang freigelegt wird und es kann weiter zu einem Einfangen von Poliernebenprodukten führen. Mit der Knotengrößenverringerung wird das Problem mit dem Anschluss-Aspektverhältnis noch kritischer. Folglich benötigt die Anschlussfüllung mit einem hohen Aspektverhältnis von 45 Nanometer-Knoten und darüber hinaus Technologien, die zum Beispiel eine völlig neue Generation von Hardware erfordern.
- Was benötigt wird, ist ein Verfahren zur Anschlussfüllung, welches die oben diskutierten Probleme unabhängig von dem Anschluss-Aspektverhältnis vermeidet.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Der Gegenstand, der als die Erfindung betrachtet wird, ist insbesondere im Schlussbereich der Beschreibung dargelegt und klar beansprucht. Die Erfindung kann allerdings sowohl hinsichtlich Organisation als auch Arbeitsverfahren, zusammen mit Objekten, Merkmalen und Vorteilen davon unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung am besten verstanden werden, wenn sie mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in welchen:
-
1 eine Querschnittsseitenansicht einer dielektrischen Schicht ist, die auf einer Halbleiter enthaltenden Schicht in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet ist; -
2a eine Querschnittsseitenansicht ist, die ähnlich zu1 ist, nachdem ein Kontaktloch innerhalb der dielektrischen Schicht in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gebildet ist; -
2b eine Querschnittsseitenansicht ist, die ähnlich zu2a ist, nachdem eine Keimbildungsschicht an dem Boden des Kontaktlochs in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet ist; -
2c eine Querschnittsseitenansicht ist, die ähnlich zu2b ist, nachdem ein leitendes Füllmaterial innerhalb des Kontaktlochs in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung abgeschieden wurde; -
2d eine Querschnittsseitenansicht ist, die ähnlich zu2c ist, nachdem ein leitendes Füllmaterial in dem Kontaktloch abgeschieden wurde, um eine hohlraumfreie und übergangslose Anschlussfüllung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu bilden; -
3a eine Querschnittsseitenansicht eines Kontaktlochs ist, das in einer dielektrischen Schicht auf einer Halbleiter enthaltenden Schicht gebildet ist, nachdem Ionen an dem Boden des Kontaktlochs implantiert wurden, um eine Keimbildungsschicht in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu bilden; -
3b eine Querschnittsseitenansicht ist, die ähnlich zu3a ist, nachdem leitendes Füllmaterial in dem Kontaktloch in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung abgeschieden wurde; -
3c eine Querschnittsseitenansicht ist, die ähnlich zu3b ist, nachdem leitendes Füllmaterial in dem Kontaktloch abgeschieden wurde, um eine hohlraumfreie und übergangslose Anschlussfüllung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu bilden; -
4a eine Querschnittsseitenansicht einer Silicidschicht ist, die auf einer Halbleiter enthaltenden Schicht in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet wird; -
4b eine Querschnittsseitenansicht ist, die ähnlich zu4a ist, nachdem eine dielektrische Schicht und ein Kontaktloch auf der Halbleiterschicht in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet wurden; -
4c eine Querschnittsseitenansicht ist, die ähnlich zu4b ist, nachdem ein leitendes Füllmaterial innerhalb des Kontaktlochs in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung abgeschieden wurde; -
5 eine Querschnittsseitenansicht einer Silicidschicht ist, die spezifisch auf einem Bereich einer Halbleiter enthaltenden Schicht, die einem N- oder P-dotierten Bereich eines Transistors entspricht, in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet wurde. - Es wird begrüßt werden, dass zur Vereinfachung und Klarheit der Veranschaulichung, Elemente, die in den Figuren veranschaulicht sind, nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet sind. Zum Beispiel sind die Dimensionen von einigen Elementen bezüglich anderen Elementen zur Klarheit überhöht dargestellt. Ferner wurden Bezugszeichen, wo es als geeignet angesehen wird, innerhalb der Figuren wiederholt, um entsprechende oder analoge Elemente anzugeben.
- DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- In der folgenden detaillierten Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der Erfindung bereitzustellen. Allerdings wird von dem Fachmann verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen wurden wohl bekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und Schaltkreise nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht zu verschleiern.
- Durch Bilden einer Keimbildungsschicht nur auf der Bodenfläche eines Kontaktlochs und Erlauben von Wachstum eines leitenden Füllmaterials von dort nach oben. Dadurch, dass keine Keimbildungseinbringung auf den Seitenwänden vorhanden ist, wird das Wachsen von leitendem Füllmaterial von den Seitenwänden nach innen verhindert. Folglich kann das Bilden eines hohlraumfreien und übergangslosen Anschlusses erreicht werden.
- Bilden eines hohlraumfreien und übergangslosen Anschlusses unter Verwendung einer Keimbildungsschicht, die durch Abscheiden gebildet wird
- Eine Keimbildungsschicht kann auf der Bodenfläche eines Kontaktlochs (engl. via) durch Abscheiden gebildet werden, um es einem nachfolgenden Füllmaterial zu erlauben, von dort nach oben zu wachsen.
1 veranschaulicht eine dielektrische Schicht210 , die auf einer Halbleiter enthaltenden Schicht215 gebildet ist. - Wie in
2a gezeigt ist, wird ein Kontaktloch205 innerhalb der dielektrischen Schicht210 gebildet. Das Kontaktloch205 kann auf viele verschiedene Arten gebildet werden, zum Beispiel durch Ätzen. Das Kontaktloch205 erstreckt sich in die Halbleiter enthaltende Schicht215 , so dass eine Bodenfläche230 des Kontaktlochs205 ein Bereich235 der Halbleiter enthaltenden Schicht215 ist. Es sind auch Seitenwände225 des Kontaktlochs205 gezeigt. Das Kontaktloch205 hat ein Aspektverhältnis, das durch eine Höhe240 geteilt durch die Breite245 des Kontaktlochs205 definiert ist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Aspektverhältnis wenigstens 10 zu 1 (das heißt eine Höhe240 hat wenigstens 10 mal die Breite245 ). - Wie in
2b gezeigt ist, wird eine Keimbildungsschicht250 nur auf der Bodenfläche230 des Kontaktlochs205 gebildet. Insbesondere wird die Keimbildungsschicht250 auf dem Bereich235 der Halbleiter enthaltenden Schicht215 gebildet. - Die Keimbildungsschicht
250 sollte ausreichend dick sein, um als Keimbildungsstelle für das nachfolgende Füllmaterial, das abgeschieden wird, zu dienen. Es sollte verstanden werden, dass, da die Keimbildungsschicht250 eine Dicke hat, die Keimbildungsschicht150 selbst auf der Bodenfläche abgeschieden wird und in Kontakt mit den Seitenwänden stehen wird. Wenn in dieser Beschreibung darauf Bezug genommen wird, dass keine Keimbildungsschicht oder leitende Schicht auf den Seitenwänden vorhanden ist, sollte verstanden werden, dass nicht auf die Keimbildungsschicht250 selbst Bezug genommen, welche auf der Bodenfläche des Kontaktlochs abgeschieden wird und die Seitenwände kontaktiert. - Die Keimbildungsschicht
250 begünstigt das Wachstum des nachfolgenden Füllmaterials von sich selbst aufwärts, das in dem Kontaktloch205 abgeschieden wird. Um nur Wachstum von unten nach oben zu erreichen, wird keine Keimbildungsschicht oder leitende Schicht auf den Seitenwänden gebildet oder ist dort vorhanden. Dies eliminiert jedes Wachstum des nachfolgenden Füllmaterials von den Seitenwänden her nach innen. Es sollte verstanden werden, dass, obwohl kein Füllmaterial bevorzugt ist, eine nicht signifikante Menge von Füllmaterial unbeabsichtigt auf den Seitenwänden abgeschieden werden kann – zum Beispiel kann eine gewisse Fleckenbildung an den Seitenwänden auftreten. Allerdings sollte die Menge kein kontinuierliches Wachstum sein oder nicht ausreichend sein, um irgendein signifikantes Wachstum von den Seitenwänden zu begünstigen oder ähnlich einer Keimbildungsstelle zu wirken. Das überwiegende Wachstum sollte folglich von der Keimbildungsschicht250 nach oben zu der Oberkante des Kontaktlochs sein. Folglich sollte die Dicke des Wachstums von leitendem Material äquivalent zu der Breite des (im Gegensatz zu einem Wachstum von jeder Seitenwand, die sich in der Mitte mit einer Dicke von der Hälfte der Breite des jeweiligen Kontaktlochs trifft. - Die Keimbildungsschicht
250 kann ein leitendes Material, wie beispielsweise Metalle, Silicide, Boride und Nitride, aufweisen. Das leitende Material kann Titan (Ti), Wolfram (W) oder irgendeine Legierung daraus aufweisen. - Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Keimbildungsschicht
250 durch Abscheiden wie beispielsweise mit einer physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD, engl.: physical vapor deposition), chemischen Gasphasenabscheidung (CVD, engl.: chemical vapor deposition), Atomschichtabscheidung (ALD, engl.: atomic layer deposition), metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD, engl.: metal organic chemical vapor deposition) oder Plasma angereicherte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD, engl.: plasma enhanced chemical vapor deposition) gebildet. Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel wird die Keimbildungsschicht250 durch kollimiertes Kathodenzerstäuben gebildet (engl.: collimated sputtering). Egal mit welcher verwendeten Abscheidung sollte die Abscheidung in einer Richtung sein, um die Bildung einer Keimbildungsstelle nur auf der Bodenfläche des Kontaktlochs zu erlauben. Es sollte kein signifikantes Wachstum oder eine kontinuierliche Anhäufung an den Seitenwänden vorhanden sein. - Wie in
2c gezeigt ist, wird dann ein leitendes Füllmaterial255 auf der Keimbildungsschicht250 von unten nach oben abgeschieden und nicht nach innen von den Seitenwänden225 her. Das leitende Füllmaterial255 sollte in dem Kontaktloch abgeschieden werden und zu einer Höhe gefüllt werden, die gleich der Höhe des Kontaktlochs205 ist. Die Wachstumsrichtung wird durch die Anschlussgeometrie und -form festgelegt. Darüber hinaus sollte keine Keimbildungsschicht oder leitende Schicht oder Barriere auf den Seitenwänden vorhanden sein. - Nochmals, es sollte verstanden werden, dass, obwohl kein Füllmaterial bevorzugt ist, eine nicht signifikante Menge von Füllmaterial unbeabsichtigt auf den Seitenwänden abgeschieden werden kann – zum Beispiel kann eine gewisse Fleckenbildung an den Seitenwänden auftreten. Allerdings sollte die Menge kein kontinuierliches Wachstum sein oder nicht ausreichend sein, um irgendein signifikantes Wachstum von den Seitenwänden zu begünstigen oder als eine Keimbildungsstelle zu dienen. Darüber hinaus sollte kein signifikantes Wachstum oder Anhäufung von leitendem Füllmaterial an der dielektrischen Schicht
210 an der oberen Oberfläche oder oberen Ecken des Kontaktlochs205 angesammelt werden. Jede Abscheidung von Füllmaterial auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht210 oder den oberen Kanten des Kontaktlochs205 sollte nicht signifikant sein und nicht irgendein kontinuierliches Wachstum verursachen oder als Keimbildungsstelle dienen. Das überwiegende Wachstum sollte folglich von der Keimbildungsschicht250 nach oben zur Oberkante des Kontaktlochs sein. Dies erlaubt ein Wachstum von unten nach oben und nicht von den Seitenwänden her nach innen, wenn mit Anschlüssen mit hohem Aspektverhältnis mit großer Höhe und sehr schmalen Breiten umgegangen wird. - Das leitende Füllmaterial kann zum Beispiel Titan, Wolfram und Legierungen daraus aufweisen. Das leitende Füllmaterial
255 kann zum Beispiel durch PVD, CVD, ALD, MOCVD oder PECVD abgeschieden werden. - Die
2d veranschaulicht den Anschluss260 , wenn das leitende Füllmaterial255 das Kontaktloch205 vollständig füllt und die Oberkante des Kontaktlochs erreicht. Ein Kontaktschluss auf der Oberseite wird verhindert und eine hohlraumfreie und übergangslose Anschlussbildung resultiert, sogar in Fällen mit hohem Aspektverhältnis mit kleinem Anschlussdurchmesser und hoher Anschlusshöhe. - Bildung eines hohlraumfreien und übergangslosen Anschlusses unter Verwendung einer Keimbildungsschicht, die durch Ionenimplantation gebildet wird
- Alternativ kann eine Keimbildungsschicht auf der Bodenfläche eines Kontaktlochs durch Metallionenimplantation gebildet werden. Wie in
3a gezeigt ist, wird ein Kontaktloch305 innerhalb eines dielektrischen Materials310 gebildet, wie auf ähnliche Art und Weise für die1 –2a –b beschrieben wurde. Wie in3a veranschaulicht ist, wird eine Keimbildungsschicht365 durch Ionenimplantation gebildet. - Die Keimbildungsschicht
365 wird durch das Implantieren von Metallionen in die Bodenfläche330 des Kontaktlochs305 gebildet (das heißt in den Bereich335 der Halbleiter enthaltenden Schicht315 ). Eine ausreichende Menge von Ionen sollte implantiert werden, um als eine Keimbildungsschicht350 für das nachfolgend abzuscheidende Füllmaterial zu dienen. Die Dosis kann in Abhängigkeit der Anwendung variieren und kann eine Größe zum Beispiel in der Größenordnung von E16 Atomen/cm2 haben. - Die Ionen sollten so nahe wie mögliche bei 90° in der Substratbasis implantiert werden, um eine Ionenimplantation auf den Seitenwänden zu vermeiden. Obwohl es bevorzugt ist, dass keine Ionen in den Seitenwänden implantiert werden, sollte verstanden werden, dass eine nicht signifikante Menge von Ionenimplantation auch auf den Seitenwänden auftreten kann – zum Beispiel nahe dem Boden des Kontaktlochs. Allerdings sollte die Menge von implantierten Ionen nicht ausreichend sein, um ein kontinuierliches Wachstum von nachfolgendem Füllmaterial von den Seitenwänden zu begünstigen oder ähnlich wie eine Keimbildungsstelle zu dienen. Darüber hinaus sollte kein signifikantes Wachstum oder eine Anhäufung von leitendem Füllmaterial an dielektrischen Schicht
310 der oberen Oberfläche oder der oberen Ecken vom Kontaktloch305 angesammelt werden. Jede Abscheidung von Füllmaterial auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht310 oder den oberen Ecken von Kontaktloch305 sollte nicht signifikant sein und sollte kein kontinuierliches Wachstum verursachen oder als eine Keimbildungsstelle dienen. Darüber hinaus wird keine Keimbildungsschicht oder leitende Schicht gebildet oder ist auf den Seitenwänden vorhanden. Das dominante Wachstum des nachfolgenden Füllmaterials sollte folglich aus der Keimbildungsschicht350 nach oben zu der Oberkante des Kontaktlochs sein. - Wie in
3b gezeigt ist, wird dann das leitende Füllmaterial355 auf der Keimbildungsschicht356 von dem Boden nach oben abgeschieden, bis es die Oberkante des Kontaktlochs305 erreicht. Das leitende Füllmaterial sollte nicht nach innen von den Seitenwänden325 her wachsen. Die Wachstumsrichtung wird durch die Anschlussgeometrie und -form festgelegt. Nochmals, es sollte verstanden werden, dass, obwohl kein Füllmaterial bevorzugt ist, eine nicht signifikante Menge von Füllmaterial unbeabsichtigt auf den Seitenwänden abgeschieden werden kann – zum Beispiel kann eine gewisse Fleckenbildung auf den Seitenwänden auftreten. Allerdings sollte die Menge kein kontinuierliches Wachstum sein oder nicht ausreichend sein, um irgendein signifikantes Wachstum von den Seitenwänden zu begünstigen oder ähnlich wie eine Keimbildungsstelle zu dienen. Das überwiegende Wachstum sollte folglich von der Keimbildungsschicht350 nach oben zu der Oberkante des Kontaktlochs sein. Dies ermöglicht ein Wachstum von unten nach oben und nicht von den Seitenwänden her nach innen, wenn mit Anschlüssen mit hohem Aspektverhältnis mit großer Höhe und sehr kleinen Breiten umgegangen wird. - Das leitende Füllmaterial kann zum Beispiel Titan, Wolfram und Legierungen daraus umfassen. Das leitende Füllmaterial
355 kann beispielsweise durch PVD, CVD, ALD, MOCVD oder PECVD abgeschieden werden. Wie in3c gezeigt ist, füllt das leitende Füllmaterial355 das Kontaktloch vollständig und resultiert in einem hohlraumfreien und übergangslosen Anschluss360 . - Bilden eines hohlraumfreien und übergangslosen Anschlusses unter Verwendung einer Silicidschicht am Anfang bei der Kontaktmetallisierung
- Alternativ kann eine Silicidschicht zwischen der Halbleiter enthaltenden Schicht und der dielektrischen Schicht gebildet werden, bevor das Kontaktloch gebildet wird. Die Silicidschicht kann dann als eine Keimbildungsschicht verwendet werden, wenn ein Kontaktloch gebildet wird.
- Wie in
4a gezeigt ist, wird eine Silicidschicht475 auf einer Halbleiter enthaltenden Schicht415 gebildet. Die Silicidschicht475 kann ein leitendes Material umfassen – zum Beispiel Wolframsilicid (WSix), Titansilicid (TiSix), Cobaltsilicid (CoSix) und Nickelsilicid (NiSix). Die Silicidschicht kann beispielsweise durch PVD oder CVD-Abscheidung eines Materials mit nachfolgender Silicidbildung durch Reaktion mit Si aus dem Substrat oder als abgeschiedenes Silicid gebildet werden. - Wie in
4b gezeigt ist, wird dann eine dielektrische Schicht410 auf der Halbleiterschicht415 mit der Siliziumschicht475 dazwischen gebildet. Ein Kontaktloch405 wird innerhalb der dielektrischen Schicht415 gebildet. Das Kontaktloch405 kann auf viele verschiedene Wege gebildet werden, zum Beispiel durch Ätzen. Das Kontaktloch405 erstreckt sich zu der Silicidschicht475 , so dass eine Bodenfläche430 des Kontaktlochs405 ein Bereich435 der Silicidschicht475 ist. Das Kontaktloch405 hat ein Aspektverhältnis, das durch eine Höhe440 durch Breite445 des Kontaktlochs405 definiert ist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Aspektverhältnis wenigstens 10 zu 1 (das heißt eine Höhe440 hat wenigstens zehn Mal die Breite445 ). - Die Siliziumschicht
475 sollte ausreichend dick sein, um es einem Bereich435 der Silicidschicht475 zu ermöglichen, als eine Keimbildungsschicht nur auf der Bodenfläche430 des Kontaktlochs405 zu dienen. Die Keimbildungsschicht begünstigt das Wachstum des Füllmaterials von sich aus nach oben, das nachfolgend in dem Kontaktloch405 abgeschieden ist. Um das Wachstum nur von unten nach oben zu erreichen, wird keine Keimbildungsschicht oder leitende Schicht auf den Seitenwänden gebildet oder ist dort vorhanden. - Wie in
4c gezeigt ist, wird dann leitendes Füllmaterial455 von unten nach oben auf den Bereich der Silicidschicht475 abgeschieden, der als eine Keimbildungsschicht dient. Da keine Keimbildungsschicht oder leitende Schicht auf den Seitenwänden vorhanden ist, eliminiert dies jegliches Wachstum des nachfolgenden Füllmaterials von den Seitenwänden her nach innen. Es sollte wiederum verstanden werden, dass, obwohl kein Füllmaterial bevorzugt ist, eine nicht signifikante Menge von Füllmaterial unbeabsichtigt auf den Seitenwänden abgeschieden werden kann – zum Beispiel kann eine gewisse Fleckenbildung auf den Seitenwänden auftreten. Allerdings sollte die Menge zu keinem kontinuierlichen Wachstum führen oder nicht ausreichend sein, um irgendein signifikantes Wachstum von den Seitenwänden zu begünstigen oder als ähnlich einer Keimbildungsstelle zu dienen. Darüber hinaus sollte kein signifikantes Wachstum oder eine Anhäufung von leitendem Füllmaterial an der dielektrischen Schicht440 der oberen Oberfläche oder der oberen Ecken des Kontaktlochs205 angesammelt werden. Jede Abscheidung von Füllmaterial auf der oberen Oberfläche der dielektrischen Schicht410 oder auf den oberen Ecken des Kontaktlochs205 sollte nicht signifikant sein und kein kontinuierliches Wachstum verursachen oder als Keimbildungsstelle dienen. Das vorherrschende Wachstum sollte folglich von der Keimbildungsschicht435 nach oben zu der Oberkante des Kontaktlochs gehen. - Das leitende Füllmaterial kann zum Beispiel Titan, Wolfram und Legierungen daraus umfassen. Das leitende Füllmaterial
455 kann zum Beispiel durch PVD, CVD, ALD, MOCVD oder PECVD abgeschieden werden. Wie in4c gezeigt ist, füllt das leitende Füllmaterial455 das Kontaktloch vollständig und resultiert in einem hohlraumfreien und übergangslosen Anschluss360 . - Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Silicidschicht
575 spezifisch auf einem Bereich537 der Halbleiter enthaltenden Schicht515 gebildet, die einer N- oder P-dotierten Region eines Transistors entspricht, wie in5 gezeigt ist. Zum Beispiel kann eine Silicidregion wahlweise auf dem Quell-(engl.: source) oder Abfluss-(engl.: drain)-Bereich eines CMOS-Transistors gebildet sein. - Wie gezeigt ist, werden eine Polysiliziumschicht
580 und eine Gate-dielektrische Schicht539 auf der Halbleiter enthaltenden Schicht515 gebildet, mit der Silicidschicht575 auf dem Bereich537 der Halbleiter enthaltenden Schicht515 gebildet, wo die dotierte Region angeordnet ist. Eine dielektrische Schicht510 wird über der Halbleiter enthaltenden Schicht515 gebildet, der Polysiliziumschicht580 und der Silicidschicht575 . - Ein Kontaktloch
505 (hier mit leitendem Füllmaterial gefüllt gezeigt, um einen Anschluss560 zu bilden) wird dann innerhalb der dielektrischen Schicht515 gebildet. Das Kontaktloch505 erstreckt sich zu der Silicidschicht575 , so dass eine Bodenfläche530 des Kontaktlochs505 ein Bereich535 der Silicidschicht575 ist. Leitendes Füllmaterial wird dann auf den Bereich535 abgeschieden, der als Keimbildungsschicht von unten nach oben dient und nicht von den Seitenwänden525 her nach innen, wie auf ähnliche Art und Weise in4b –c beschrieben. Eine Metallleitung538 wird auf der dielektrischen Schicht510 gebildet und koppelt das Kontaktloch elektrisch mit einem anderen Teil der Leiterplatte. - Obwohl bestimmte beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben wurden und in den beigefügten Zeichnungen gezeigt wurden, sollte verstanden werden, dass solche Ausführungsbeispiele nur veranschaulichend sind und nicht einschränkend für die vorgelegte Erfindung und, dass diese Erfindung nicht auf die spezifischen Konstruktionen und Anordnungen, die gezeigt und beschrieben wurden, beschränkt ist, da Abänderungen dem Fachmann in den Sinn kommen können.
Claims (20)
- Verfahren, umfassend: Bilden einer dielektrischen Schicht auf einer Halbleiter enthaltenden Schicht; Bilden eines Kontaktlochs in der dielektrischen Schicht, wobei das Kontaktloch sich in die Halbleiter enthaltende Schicht derart erstreckt, dass eine Bodenfläche des Kontaktlochs ein Bereich der Halbleiter enthaltenden Schicht ist; Bilden einer Keimbildungsschicht nur auf der Bodenfläche des Kontaktlochs und nicht auf den Seitenwänden des Kontaktlochs; Abscheiden von leitendem Füllmaterial auf der Keimbildungsschicht bis zu einer Oberkante des Kontaktlochs, um eine übergangslose Anschlussfüllung zu erzeugen, wobei das leitende Füllmaterial von unten nach oben und nicht von den Seitenwänden her nach innen abgeschieden wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Keimbildungsschicht wenigstens ein leitendes Material umfasst, das aus einer Gruppe gewählt ist, die aus Metall, Silicid, Borid und Nitrid besteht.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Keimbildungsschicht Titan umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Bilden der Keimbildungsschicht eine Abscheidungstechnik in einer Richtung umfasst, die aus einer Gruppe gewählt ist, die aus physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), Atomschichtabscheidung (ALD), metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD) und Plasma angereicherte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) besteht.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Bilden der Keimbildungsschicht kollimiertes Kathodenzerstäuben umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Bilden der Keimbildungsschicht Ionenimplantation in den Bereich der Halbleiter enthaltenden Schicht umfasst.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem eine Höhe des Kontaktlochs wenigstens zehn Mal einer Breite des Kontaktlochs entspricht.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das leitende Füllmaterial, das auf der Keimbildungsschicht abgeschieden wird, wenigstens ein leitendes Material umfasst, das aus einer Gruppe gewählt ist, die aus Titan, Wolfram und deren Legierungen besteht.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Abscheiden des leitenden Füllmaterials auf der Keimbildungsschicht eine Abscheidungstechnik umfasst, die aus einer Gruppe gewählt ist, die aus PVD, CVD, ALD, MOCVD und PECVD besteht.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Bilden des Kontaktlochs durch Ätzen geschieht.
- Verfahren, umfassend: Bilden einer Silicidschicht zwischen einer Halbleiter enthaltenden Schicht und einer dielektrischen Schicht; Bilden eines Kontaktlochs in der dielektrischen Schicht, wobei das Kontaktloch sich in die Silicidschicht derart erstreckt, dass eine Bodenfläche des Kontaktlochs ein Bereich der Silicidschicht ist, wobei der Bereich der Silicidschicht als eine Keimbildungsschicht nur auf der Bodenfläche des Kontaktlochs und nicht auf Seitenwänden des Kontaktlochs dient; und Abscheiden von leitendem Füllmaterial auf den Bereich der Silicidschicht bis zu einer Oberkante des Kontaktlochs, um eine übergangslose Anschlussfüllung zu erzeugen, wobei das leitende Füllmaterial von dem Boden nach oben und nicht von den Seitenwänden her nach innen abgeschieden wird.
- Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem die Silicidschicht wenigstens ein Material umfasst, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus Wolframsilicid (WSix), Titansilicid (TiSix), Cobaltsilicid (CoSix) und Nickelsilicid (NiSix) besteht.
- Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem eine Höhe des Kontaktlochs wenigstens zehn Mal einer Breite des Kontaktlochs entspricht.
- Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem das leitende Füllmaterial wenigstens ein leitendes Material umfasst, das aus einer Gruppe gewählt ist, die aus Titan, Wolfram und deren Legierungen besteht.
- Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem das Abscheiden des leitenden Füllmaterials auf dem Bereich der Silicidschicht eine Abscheidungstechnik umfasst, die aus einer Gruppe gewählt ist, die aus physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), Atomschichtabscheidung (ALD), metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung (MOCVD) und Plasma angereicherter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) besteht.
- Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem das Bilden des Kontaktlochs durch Ätzen geschieht.
- Verfahren, umfassend: Bilden einer dielektrischen Schicht auf einer Halbleiter enthaltenden Schicht; Bilden eines Kontaktlochs in der dielektrischen Schicht, wobei das Kontaktloch sich in die Halbleiter enthaltenden Schicht derart erstreckt, dass eine Bodenfläche des Kontaktlochs ein Bereich der Halbleiter enthaltenden Schicht ist, wobei eine Höhe des Kontaktlochs wenigstens zehn Mal einer Breite des Kontaktlochs entspricht; Bilden einer Keimbildungsschicht in dem Kontaktloch, wobei die Keimbildungsschicht auf der Bodenfläche des Kontaktlochs gebildet wird, bei welchem das Kontaktloch keine andere Keimbildungsschicht oder leitendes Haftmittel auf seinen Seitenwänden oder oberen Ecken hat; Abscheiden von leitendem Füllmaterial in das Kontaktloch, so dass das leitende Füllmaterial nach oben von der Keimbildungsschicht zu einer Oberkante des Kontaktlochs wachst und nicht von den Seitenwänden her nach innen oder oberen Ecken des Kontaktlochs, wobei eine hohlraumfreie und übergangslose Anschlussfüllung erzeugt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Keimbildungsschicht wenigstens ein leitendes Material umfasst, das aus einer Gruppe gewählt ist, die aus Metall, Silicid, Borid und Nitrid besteht.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Bilden der Keimbildungsschicht eine Abscheidungstechnik in einer Richtung umfasst, die aus einer Gruppe gewählt ist, die aus physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), Atomschichtabscheidung (ALD), metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung (MOCVD) und Plasma angereicherter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) besteht.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Bilden der Keimbildungsschicht Ionenimplantation in den Bereich der Halbleiter enthaltenden Schicht umfasst.
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