DE19503389A1

DE19503389A1 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE19503389A1
Application number: DE19503389A
Authority: DE
Inventors: Sang Hoon Park
Original assignee: Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: SK Hynix Inc
Priority date: 1994-02-03
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2015-02-03
Also published as: US5536679A; KR950025908A; JPH07297284A; JP2633815B2; DE19503389C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, wobei insbesonde re ein Kurzschluß zwischen einem Siliziumsubstrat und einer Metallverdrahtung verhindert werden soll, welcher auftreten kann, wenn die Metallverdrahtung in Kontakt mit einer leit fähigen Verdrahtung gelangt.

Die Hochintegration einer DRAM-Zelle macht es erforderlich, daß Muster so fein wie möglich ausgebildet werden, und daher verringern sich die Herstellungstoleranzen beim Layout auf ein minimales Ausmaß. Es bestehen daher große Schwierigkeiten, unter anderem feine Kontakte auszurichten.

Zum besseren Verständnis des technischen Hintergrunds der vor liegenden Erfindung wird allgemein eine konventionelle Halb leiterspeichervorrichtung zusammen mit deren Herstellungsvor gang im Zusammenhang mit einigen Figuren beschrieben.

In Fig. 4 ist ein Layout dargestellt, bei welchem ein Kontakt von Metallverdrahtungen mit einer Gate-Elektrode vorgesehen ist. Wie aus dieser Figur hervorgeht, gelangt ein vergrößer ter Gate-Elektrodenbereich 4, welcher einen MOSFET ausbildet, zusammen mit einem Source-Bereich 5 und einem Drain-Bereich 6, in Kontakt mit einer Metallverdrahtung 10 an einem Kontakt bereich 20, der an einem Kantenbereich des vergrößerten Gate- Elektrodenbereiches 4 vorgesehen ist. Bei diesem Layout ist eine Fehlausrichtung dargestellt, bei welcher der Kontakt bereich 10 die Gate-Elektrode 4 überlappt, wenn die Kontakt masken ausgerichtet sind.

In Fig. 5 ist eine Querschnittsdarstellung eines Verfahrens nach dem Stand der Technik zur Ausbildung eines Kontakts ei ner Metallverdrahtung dargestellt, wobei der Querschnitt all gemein entlang der Linie I-I von Fig. 4 verläuft. Für den Kontakt gemäß dem Verfahren nach dem Stand der Technik wird zuerst eine Feldoxidschicht 2 auf einem Bereich eines Sili ziumsubstrats 1 ausgebildet, und dann läßt man eine Gate-Oxid schicht 3 auf einem aktiven Bereich des Siliziumsubstrats auf wachsen. Daraufhin wird eine Gate-Elektrode 4 auf der Gate- Oxidschicht 3 auf solche Weise ausgebildet, daß sie sich über die Feldoxidschicht 2 erstreckt und diese überlappt. Darauf hin wird ein Isolierfilm 7 als Schutz-Zwischenschicht über der sich ergebenden Anordnung abgelagert. Daraufhin wird der Zwischenschicht-Isolierfilm 7 selektiv geätzt, mit Hilfe ei ner Kontaktmaske, um ein Kontaktloch auszubilden, und dann wird eine Metallverdrahtung 10 hergestellt.

Es wird darauf hingewiesen, daß das Feldoxid infolge einer Fehlausrichtung der Kontaktmaske freigelegt wird, und daher ′bei der selektiven Ätzung geätzt wird. Dies führt dazu, daß das gebildete Kontaktloch das Siliziumsubstrat freilegt, was dazu führt, daß die Metallverdrahtung in einen ungewünschten Kontakt mit dem Siliziumsubstrat gelangt. Daher fällt die sich ergebende Halbleitervorrichtung aus, die nach dem Ver fahren nach dem Stand der Technik hergestellt wurde.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Überwindung der beim Stand der Technik auftretenden Schwierig keiten, und in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Her stellung einer Halbleitervorrichtung, bei welchem ein Kontakt von Metallverdrahtungen mit einem Siliziumsubstrat verhindert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die voranstehend geschilderten Vorteile durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit folgenden Schritten erzielt: Ausbildung einer Feldoxidschicht auf einem vorbestimmten Bereich eines Siliziumsubstrats; Ausbildung eines leitfähi gen Schichtmusters auf solche Weise, daß es mit der Feldoxid schicht überlappt, wobei das leitfähige Schichtmuster gegen über dem Siliziumsubstrat isoliert ist; Ausbildung eines Schutz-Zwischenschicht-Isolierfilms über der sich ergebenden Anordnung; Ätzen eines Kontaktbereichs des Zwischenschicht- Isolierfilms zur Ausbildung eines Kontaktloches, welches ei nen Bereich des leitfähigen Schichtmusters freilegt, wobei ein Bereich der Feldoxidschicht infolge einer Fehlausrichtung der Kontaktmaske geätzt wird, und ein Bereich des Silizium substrats durch das Kontaktloch freigelegt wird; selektives Ablagern von Epitaxie-Einkristallsilizium auf dem freigeleg ten Bereich des Siliziumsubstrats; Oxidieren des Epitaxie- Einkristallsiliziums zu einer vorbestimmten Dicke, zur Aus bildung einer Oxidschicht; und Herstellung einer Metallver drahtung, die elektrisch mit dem leitfähigen Schichtmuster verbunden ist, und elektrisch gegenüber dem Siliziumsubstrat isoliert ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestell ter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 4 ein schematisches Layout, welches einen Kontakt von Metallverdrahtungen mit einer Gate-Elektrode in einer Halbleitervorrichtung zeigt;

Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht zur Erläuterung eines konventionellen Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, entlang der Linie I-I von Fig. 4; und

Fig. 1 bis 3 schematische Querschnittsansichten, welche ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei der Querschnitt entlang der Linie I-I von Fig. 4 verläuft.

Der Einsatz der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegen den Erfindung läßt sich am besten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verstehen, in welchen gleiche Bezugs ziffern für die Bezeichnung gleicher oder entsprechender Tei le verwendet werden.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Ausbildung einer Metallverdrahtung in einem Kontaktloch in einem solchen Zustand gezeigt, in welchem eine Fehlausrichtung hervorgerufen wird.

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der allgemein entlang der Linie I-I von Fig. 4 verläuft, nachdem ein Kontaktloch mit einer Fehlausrichtung erzeugt wurde. Für das Kontaktloch wird zu erst eine Feldoxidschicht 2 auf einem vorbestimmten Bereich eines Siliziumsubstrats 1 ausgebildet, und dann läßt man eine Gate-Oxidschicht 3 auf einem aktiven Bereich des Silizium substrats 1 aufwachsen. Daraufhin wird eine Gate-Elektrode 4, die durch eine Silizidschicht 12 abgedeckt ist, auf der Gate- Elektrode 4 ausgebildet, abgedeckt durch eine Silizidschicht 12, die sich über die Feldoxidschicht 2 erstreckt und diese überlappt. Daraufhin wird ein Schutz-Zwischenschicht-Isolier film 7 über der sich ergebenden Anordnung abgelagert, worauf ein Nitridfilm 8 mit einer Dicke von etwa 100 bis 1000 A auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 7 ausgebildet wird, wobei sich diese beiden Filme bezüglich der Selektivität in bezug auf eine Ätzung unterscheiden. Daraufhin wird mit dem Nitridfilm 8 und dem Zwischenschicht-Isolierfilm 7 eine selektive Ätzung durchgeführt, mit Hilfe einer Kontaktmaske, zur Ausbildung eines Kontaktloches 30. Die Feldoxidschicht 2 wird durch eine Fehlausrichtung der Kontaktmaske freigelegt, und daher bei der selektiven Ätzung geätzt. Dies führt dazu, daß ein Ab schnitt des Siliziumsubstrats 2 durch das Kontaktloch 30 frei gelegt wird. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Silizidschicht 12 zur Verringerung des elektrischen Widerstands der Gate-Elektrode 4 dient, und ihr Fehlen keine Bedeutung hat.

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach dem Zeitpunkt, an welchem Epitaxie-Einkristallsilizium 9 selektiv auf dem Bereich des Siliziumsubstrats 1 abgelagert wurde, der durch das Kontakt loch 30 freigelegt wird, gefolgt vom Füllen durch eine Oxid schicht 9′ bis hinauf zur Oberfläche der Feldoxidschicht 2. Die Oxidschicht 9′ wird dadurch ausgebildet, daß Sauerstoff atome, wie durch die Pfeile angedeutet, in das Epitaxie-Ein kristallsilizium 9 hinein implantiert werden.

Fig. 3 ist ein Querschnitt, nachdem eine Metallschicht, bei spielsweise Aluminium, auf solche Weise abgelagert wurde, daß das Kontaktloch 30 gefüllt wird, gefolgt von einer Ätzung der Metallschicht unter Verwendung einer Maske, zur Ausbil dung einer Metallverdrahtung 10.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Ausbildung des Nitridfilms 8 auf dem Zwischenschicht-Isolier film 7 weggelassen werden.

Wie voranstehend geschildert kann das Problem eines Kurz schlusses, bei welchem eine Metallverdrahtung in Kontakt mit einem Bereich eines Siliziumsubstrats gelangt, wobei der Be reich dann, wenn ein Kontaktloch ausgebildet wird, infolge einer Fehlausrichtung der Maske für die Metallverdrahtung freigelegt wird, durch Ausbildung einer Oxidschicht in einem unteren Bereich des Kontaktloches verhindert werden.

Andere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfin dung, die hier beschrieben wurde, werden Fachleuten auf die sem Gebiet nach dem Lesen der voranstehenden Beschreibung sofort deutlich werden. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß zwar spezifische Ausführungsformen der Er findung mit beträchtlichen Einzelheiten beschrieben wurden, jedoch Variationen und Abänderungen dieser Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der vor liegenden Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den bei gefügten Patentansprüchen umfaßt sein sollen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit folgenden Schritten:
Ausbildung einer Feldoxidschicht auf einem vorbestimmten Bereich eines Siliziumsubstrats;
Ausbildung eines leitfähigen Schichtmusters auf solche Weise, daß es die Feldoxidschicht überlappt, wobei das leitfähige Schichtmuster gegenüber dem Siliziumsubstrat isoliert ist
Ausbildung eines Schutz-Zwischenschicht-Isolierfilms über der sich ergebenden Anordnung;
Ätzen eines Kontaktbereichs des Zwischenschicht-Isolier films zur Ausbildung eines Kontaktloches, welches einen Bereich des leitfähigen Schichtmusters freilegt, wobei ein Bereich der Feldoxidschicht infolge einer Fehlausrichtung der Kontaktmaske geätzt wird, und ein Bereich des Silizium substrats durch das Kontaktloch freigelegt wird;
selektives Ablagern von Epitaxie-Einkristallsilizium auf dem freigelegten Bereich des Siliziumsubstrats Oxidieren des Epitaxis-Einkristallsiliziums zu vorbestimm ter Dicke, zur Ausbildung einer Oxidschicht; und
Ausbildung einer Metallverdrahtung, welche elektrisch mit dem leitfähigen Schichtmuster verbunden ist, und welche elektrisch gegenüber dem Siliziumsubstrat isoliert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Schichtmuster eine Gate-Elektrode ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktloch hergestellt wird, nachdem ein Film abgelagert wurde, dessen Selektivität bezüglich einer Ätzung sich von jener eines Zwischenschicht-Isolierfilms unterscheidet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Epitaxie-Einkristallsilizium durch eine Ionenimplantierung von Sauerstoffatomen oxidiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Schichtmuster mit einer Silizidschicht abgedeckt wird.