JP2004502295A - 自己整合接点形成用エッチングに用いるためのシリサイドゲート積層体の形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の属する技術分野
本発明は、半導体集積回路の分野、特に、自己整合接点(SAC)形成用エッチングに用い得るシリサイド構造体に関するものである。
【0002】
発明の背景
高密度の半導体集積回路では、特に、例えば、能動領域、絶縁構造体、電界効果トランジスタ用のゲート、狭幅導体及び相互接続ラインを含む互いに接近した特徴部をパターン化する必要がある。
【0003】
このようなポリシリコン、金属又は絶縁体より成る構造体を形成するには、代表的に、ポリシリコン又は絶縁体の層上のフォトレジストの層に構造上の特徴を規定する必要があり、この場合、所望のパターンを有するレチクル即ちフォトマスクを通して光をフォトレジストに露光する。フォトレジストを露光し現像した後に、パターン化したフォトレジストを型として用いて、その下側の層の基板をエッチングする。マスキング材料は基板の指定された領域をエッチング処理から保護する。その後の処理工程は、製造すべき半導体装置の種類により決定される。
【0004】
これらの処理工程中に、順次のマスクパターンが互いに整合されないという問題(不整合問題)がしばしば起こる。例えば、堆積した接点(コンタクト)が接点孔内で正しく整列されなかったり、ソース及びドレイン領域がゲート領域に対して完全に整列されなかったり、互いに物理的に接近させる必要があるも互いに電気的に分離させる必要がある接続部が互いに短絡してしまう惧れがある。
【0005】
順次のマスクパターンの不整合問題を低減させるために、種々の技術がICの製造に導入されている。これらの中の1つが、サリサイド(自己整合シリサイド)処理であり、この処理では、ポリシリコン層を最初にパターン化し、次に、ウェーハ上に堆積された金属をアニーリングし、ポリシリコンが露出された領域にのみシリサイドを形成する。このサリサイド処理は、コバルト又はチタンのようなある種の金属が、高温でシリコンと反応して導電性のシリサイドを形成するが、酸化シリコンとは反応しないという事実に基づくものである。次に、未反応の金属をエッチングにより除去し、ポリシリコンに対して自己整合するとともにゲート及びソース/ドレイン領域に対し自動的に整合しているシリサイドを残す。このシリサイド中の金属はゲート積層体ラインの抵抗値を低くし、このことが装置の動作速度を向上させることになる。
【0006】
接点を能動領域と整合させるために一般的に用いられている他の技術には、自己整合接点(SAC)形成処理がある。このSAC形成処理は、酸化物層を通して下方のソース/ドレイン表面まで通じているバイアホール即ち接点孔を形成するための異方性エッチング処理を含むものである。この場合、スペーサがゲートの垂直壁部を保護するため、接点孔はソース及びドレインに対して完全に整合することはできない。しかも、スペーサはゲートの頂部では非常に薄肉であり、SAC形成処理中に頂部のスペーサがエッチングにより貫通することは避けられない。従って、SAC形成用のエッチング中にゲートを保護するために、ポリシリコンゲートを、代表的には、窒化シリコン又はTEOS層により被覆し、ゲートを被覆する誘電体キャップ材料を形成している。SAC形成用のエッチングにおいて接点孔を形成している間、ある量の窒化物材料が除去されるが、充分な量の窒化物材料が残り、導電性材料をこの接点孔中に堆積した際に導電性材料がゲートと短絡しない。
【0007】
最近まで、論理回路及びメモリ回路が別々の異なるチップ上に別々に組み込まれていた。サリサイド処理は、主として論理回路に用いられた。その理由は、この処理により論理回路の性能をより高くし得たためである。更に、SAC処理が主にメモリ回路に用いられた。その理由は、この処理によりメモリユニットのセル寸法を減少させるとともに、接点/能動領域の正しい整合を達成し得るためであった。論理ユニット及びメモリユニットが別々のチップ上にある限り、これら2種類の処理を互いに悪影響を与えたり、又は回路全体の性能に悪影響を及ぼすことなく、それぞれ別々に用いることができた。
【0008】
しかし、産業界で製造され最近発展した進歩した半導体チップは、論理回路及びメモリ回路の双方から構成されている。つまり、性能及び費用上の理由のために、現在のIC集積化では論理回路及びメモリ回路を同じチップ上に配置することが指示されている。さらに、特徴部の寸法が減少しつづけているため、メモリチップを論理装置と共に同じチップ上に埋め込まない場合でも、メモリチップに抵抗値の低いゲート材料を用いることが必要となっている。
【0009】
論理回路及びメモリ回路の双方を単一の半導体チップに組み込もうと試みる半導体業界の努力が益々増大している。それにもかかわらず、サリサイド及びSAC処理の双方については多くの文献が存在するものの、これらのうちの殆どがこれらの処理を実際に同じチップで行っていない。
【0010】
例えば、米国特許第 5,863,820号明細書では、1つのチップ上でSAC及びサリサイド処理を行うための処理について開示されており、この場合、ポリシリコンゲート基部を最初に形成し、これらはメモリ領域において頂部に窒化シリコンを有している。続いて、ゲート基部の垂直壁部にスペーサを成長させ、ソース及びドレイン領域を形成する。その後、メモリ領域側のゲート基部に酸化物の保護被膜(RPO)を設ける。この保護被膜により、論理領域側にのみ選択的にサリサイド処理を行うことができるようにする。次に、論理領域側を保護して、SAC処理をメモリ領域側に行う。
【0011】
しかし、従来技術より開発されたこの方法は、厳密に言うと、チップの同一の領域上でサリサイド及びSAC処理を行う際に課せられた問題を解決するものではない。例えば、SAC処理をサリサイド処理と統合する場合には、数例を挙げると、エッチング速度、選択性及び形状制御において、さらなる調整及び変更が必要となる。特に、エッチングの選択性は、ここでのサリサイドゲート積層体がゲート頂部にキャップ層を設けることなく形成されているため、重大な問題となる。前述の通り、SACエッチング処理は、ゲート上に形成されたキャップ材料に対し選択的に接点をエッチングすることにより、接点をゲートに短絡させることなくより大きな接点をパターン化し得るようにするために用いられるものである。従って、金属シリサイドはゲート積層体の抵抗値を低くするが、サリサイド処理により形成されたこのシリサイドには適切なキャップ材料がないため、このゲート積層体に次のSAC処理を行うことはできない。
【0012】
従って、1つのチップ上でSAC処理及びサリサイド処理を一緒に用いることができる改善された方法が必要とされている。即ち、後にSAC法によりエッチングし得るシリサイドゲート構造体が必要とされている。
【0013】
本発明の概要
本発明は、後にSACエッチングを続けて行うことのできるシリサイドゲート積層体を形成するための方法を提供するものである。本発明の方法は、SACエッチング中にゲートを保護するのに充分な厚さのキャップ材料層をシリサイドゲートの頂部に残すものである。堆積したキャップ材料は、0.5ミクロンまでのサブミクロンの寸法で接点を規定するのに用いる後のSAC処理に適している。
【0014】
好適実施例の詳細な説明
本発明の更なる利点は、本発明の好適な実施例を示す添付図面及びその詳細な説明から一層明らかとなるであろう。
以下の説明においては、本発明を実施し得る様々な特定の実施例を参照している。これら実施例は当業者が本発明を実施できるよう充分詳細に説明しているものであり、他の実施例を採用することができ、且つ構造的、論理的及び電気的な変更を行い得ることを理解すべきである。
【0015】
以下の説明で用いる、用語「ウェーハ」又は「基板」には、露出したシリコン表面を有するいかなる半導体基礎構造体も含み得る。ウェーハ及び構造体は、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)、シリコン・オン・サファイア(SOS)、ドープした及びドープしていない半導体、半導体基部により支持されているシリコンのエピタキシャル層及びその他の半導体構造体を含むものと理解する必要がある。半導体はシリコン系とする必要はない。半導体は、シリコン−ゲルマニウム、ゲルマニウム又はガリウムヒ素とすることができる。以下の説明において、ウェーハ又は基板を参照する場合には、半導体基部に領域又は接点を形成するために従来の処理工程を使用できるものである。
【0016】
用語「シリコン誘電体」は、窒化シリコンのようなシリコン系誘電体材料、又はこれに類似する他のシリコン系誘電体材料、例えば、酸化シリコン、シリコンオキシナイトライド、シリコンオキシム及びONO(酸化物―窒化物−酸化物)を表すものである。従って、本発明は、以下の実施例に関する説明に限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲により規定されるものである。
【0017】
本発明は、後にSACエッチングを行い得るシリサイドゲート積層体を形成する方法を提供するものである。本発明の方法では、シリサイドゲートの頂部にキャップ材料層を残す。この堆積したキャップ材料層は、サブミクロンの寸法で接点を規定するのに用いられる後のSAC処理に適している。
【0018】
上述したことを図解するために、図1に、中間の製造工程におけるDRAM用の従来のメモリセルの構造を示す。ここで代表的な基板は、従来のSACエッチング工程によりエッチングされる。それぞれアクセストランジスタを有する一対のメモリセルが、基板12内に形成されている。ウェル(井戸)領域及びトランジスタは、分離を行うフィールド酸化物領域14により囲まれている。(NMOSトランジスタとするために)基板12のドープしたp型ウェル領域13中に、N型能動領域16が設けられており、一対のアクセストランジスタの対はそれぞれゲート積層体30を有している。
【0019】
例えばホウリンケイ酸塩ガラス(BPSG)より成る絶縁層24が、基板及びトランジスタ構造体上に被着されており、この絶縁層をエッチングし能動領域16への接点開口部を形成するための孔を有するマスク層26も示してある。次に、下方に向けて能動領域16まで至る接点開口部を設けるために、絶縁層24に自己整合接点形成用エッチング処理を行う。
【0020】
従来のSACエッチング処理を図2及び3に示す。これらの図は、図1の構造体の中央の部分を示している。図2の構造体には、p型ウェル領域13を有する基板12が設けられている。このウェル領域13には、代表的に、例えば、ここにNMOS又はPMOSトランジスタのいずれを形成するかにより、所定の導電型、例えばp型又はn型となるようにドープすることができる。さらに、この構造体は、フィールド酸化物領域14(図示せず)と、通常のドープした能動領域16と、一対のゲート積層体30とを有しており、これらは全て周知の半導体製造技術により形成されている。ゲート積層体30は、酸化物層18と、ポリシリコン等の導電層20と、窒化物スペーサ32と、窒化物キャップ22とを有する。
【0021】
ゲート酸化領域、ポリシリコンゲート及び窒化物保護領域の上方には絶縁層24が堆積されている。絶縁層24は、例えば、ホウリンケイ酸塩ガラス(BPSG)、ホウケイ酸塩ガラス(BSG)又はリンケイ酸塩ガラス(PSG)とすることができる。
【0022】
酸化物層24を通って半導体アセンブリ構造体10へ到る接点開口部40(図3参照)を形成するために、フォトレジスト材料26を堆積し、これを通常のフォトリソグラフ工程を用いてパターン化する。パターン化を行うと、初期の開口部27(図2)がフォトレジスト層26内に形成され、次の酸化物エッチングが容易になる。その後、図2の構造体をエッチングし、図3に示すように、酸化物層24を通る接点開口部40を形成する。図3の接点開口部40は、この接点開口部40が基板12のソース又はドレイン領域16と接触するようにエッチング形成する。
【0023】
自己整合接点形成技術においては、ポリシリコンゲート上の絶縁窒化物領域に重大な損傷を与えることなく、図3の接点開口部40のような接点開口部をエッチングすることが望ましい。即ち、窒化物に対する酸化物の選択性が高い酸化物エッチング処理により、接点開口部をエッチングする必要がある。しかし、SAC処理とサリサイド処理とを同一個所で行う一環として、ゲート積層体を形成するのに高融点金属シリサイド層を採用している場合には、このエッチング工程は現実的ではない。発明の背景の欄で説明したように、サリサイドゲート積層体には、これにSACエッチ処理を行い得るようにするための誘電体キャップがない。本発明は、SACエッチング中にゲート積層体を保護するのに充分にゲートを覆うキャップ材料層をサリサイドゲート積層体に設けることにより上述した問題を解決するものである。さらに、このキャップ誘電材料層によれば、半導体装置の製造においてサリサイド処理とSAC処理との双方を用いることができるようになる。
【0024】
本発明の処理により製造した本発明の一実施例を図4〜13に示す。この実施例は、本発明により、シリサイドゲート積層体の頂部に誘電体キャップ材料を有する多層構造体である。図13に示す得られた多層構造体を、その後自己整合接点形成用エッチング処理に用いることができる。
【0025】
図4に示すように、本発明によるゲート積層体の形成は、シリコン層12上にTEOS層28を堆積することから始める。このTEOS層28は、主として、後の処理工程で被着する材料がシリコン層12に浸透するのを防止する障壁として必要とされる。
【0026】
次に、犠牲酸化層24を基板12上のTEOS層28上に堆積する。この酸化物層24は、実質的にドープしていない二酸化シリコン又はドープした酸化シリコンから形成することができる。ドープしていない二酸化シリコンの層は、プラズマ増速化学気相成長法(PECVD)、低圧化学気相成長法(LPCVD)、炭素又は水素を多くするのが好ましい通常のTEOS前駆物質の蒸着、又は酸素を有するガス状シラン(SiH4 )前駆物質の堆積により熱的に形成できる。
【0027】
ドープした酸化シリコンを用いる場合には、酸化シリコン層24を、殆ど、ホウリンケイ酸塩ガラス(BPSG)、ホウケイ酸塩ガラス(BSG)又はリンケイ酸塩ガラス(PSG)から形成するのが好ましい。ドープした二酸化シリコン領域24を、ボロンについて約3%以上、且つリンについて約3%以上ドーピングした二酸化シリコンから形成するのが更に好ましい。
【0028】
図4に示すような本発明の好ましい実施例によれば、酸化物層24を下層のTEOS層28に対し、約400℃〜800℃の温度で約3000Å〜10000Åの厚さまでBPSGで形成すると共にこれをドーピングする。
【0029】
ここで図5を参照するに、BPSG酸化層24とその下層のTEOS層28とを、反応性イオンエッチング(RIE)のような方向性のあるエッチング処理により除去する。マスク25(図4)は、後の工程でゲートが形成される領域50a及び50bを規定する。後にゲートを形成する開口部がエッチングにより形成された後にマスク25を除去する。
【0030】
上述したエッチ処理の最後に、シリコン層12の露出したシリコン表面を更に清浄にすることにより、表面に何らかの損傷を受けた層を無くす。図5に、損傷を受けたシリコン表面を領域52として示す。この工程においては、ソフト及びウェットエッチ処理の双方又はいずれか一方を用いて損傷したシリコン表面52を清浄にする。これら損傷を受けたシリコン表面を清浄にするために用いるエッチング処理は、NF3 をエッチング剤として用いるダウンストリームプラズマ処理のようないかなるソフトエッチング処理とすることもできる。
【0031】
ここで図6を参照する。ゲート酸化物層54を、開口部50a及び50b中の清浄にした新たなシリコン表面上に成長させる。ゲート酸化物層54は堆積させるのではなく、主としてシリコン層12中で上下に成長させることに注意することが重要である。堆積したゲート酸化物層は不純物含有量が高く、従って、不純物がゲートの性能に容易に悪影響を及ぼす惧れがあるため堆積したゲート酸化物層は好ましくない。このため、ゲート酸化層54を、酸素蒸気の雰囲気中で、約750℃〜1000℃の温度で、約30Å〜150Åの厚さまで熱的に成長させる。
【0032】
図7及び8に示すように、ポリシリコン層(図7において符号55で示す)(図8において符号56で示す)をLPCVD法により、約300℃〜700℃の温度でゲート酸化物層54上に堆積する。次に、新たに堆積したポリシリコン層を、犠牲酸化物BPSG層24に対し選択的にエッチング除去し、図8の残りのポリシリコン層56を約500Å〜1500Åの厚さに形成する。この厚さは、図9に示す次の工程で堆積するシリサイド金属との反応にとって、且つゲート自体にとって充分な厚さとする必要がある。
【0033】
図9及び10を参照するに、シリサイド(図9において符号57で示す)(図10において符号58で示す)を形成し得る金属層を基板12の全体の上方に、200Å〜500Åの厚さまで堆積する。高融点金属を堆積するための好ましい方法は、(RF又はDC)スパッタリングであるが、CVDのような他の類似の手段を用いることもできる。この高融点金属は殆どコバルトから構成するのが好ましい。その理由は、コバルトの抵抗が低く、シリサイドとしても抵抗率が低いためである。しかし、高融点金属のシリサイドはいかなる高融点金属をも含むことができ、これには、チタニウム、タングステン、タンタル、モリブデン及びプラチナがあるが、これらに限定されるものではない。
【0034】
コバルトの堆積に続いて、基板12に高速加熱アニーリング処理(RTA)を行う。この場合、N2雰囲気を用いるRTA装置内で代表的に約10〜60秒間約800℃〜850℃に加熱する通常の炉技術を採用する。これにより、ポリシリコン層56に直接接触している堆積コバルトがそのシリサイドに変換される。図10に示すように、これらシリサイド領域58がポリシリコンゲート56の頂面上に導電領域を形成する。
【0035】
ここで、水と混合した過酸化水素及び水酸化アンモニムのような選択性のエッチング剤を用いて、未反応の全てのコバルト(図示せず)を除去する。未反応の全てのコバルトとは、ポリシリコン層56と接触しているコバルトではなく酸化シリコン24と接しているコバルトである。
【0036】
ここで図11を参照するに、キャップ状料をアセンブリ構造体10の上方に堆積し、この基板の頂部表面を、例えばCMP(化学機械研磨)処理により平坦面化することにより、シリサイド領域58上にキャップ領域60を形成する。このキャップ材料は、窒化シリコン又は酸化シリコンのようなシリコン誘電体から形成し得る。しかし、窒化シリコン(Si3 N4 )(「窒化物」)が好ましく、その理由は、耐湿性、硬度、絶縁耐力及び耐酸化性といった保護特性に優れているためである。TEOS又は炭化シリコンを用いることもできる。
【0037】
このキャップ領域60は、PECVD法により、約300℃〜600℃の温度で、約1000Å〜2000Åの厚さまで堆積するのが好ましい。堆積した後に、キャップ領域60を形成しているシリコン誘電体を化学機械研磨(CMP)することにより、BPSG酸化物層24から全ての窒化シリコンを除去し、図11に示すように窒化シリコン材料がシリサイド領域58上にのみ残るようにする。
【0038】
次の工程においては、BPSG酸化物層24と、TEOS層28とを選択的にエッチングし、新たに形成した窒化物キャップ60を有するゲート積層体を残す。図12は、窒化物領域60及びTEOS層28に対しBPSG酸化層24を選択的にエッチングした後のアセンブリ構造体10を示す。同様に、図13はTEOS層28をエッチングした後のアセンブリ構造体10を示す。これらBPSG酸化物層24及びTEOS層28の双方を一緒にエッチング除去することもできる。
【0039】
BPSG及びTEOS層のエッチングは、ウェットエッチング処理又はドライエッチング処理により達成できる。典型的にはドライエッチング処理が用いられるが、その理由は、ドライエッチング処理が、ゲート積層体の頂部の窒化物キャップに対しBPSG及びTEOS層の双方を選択的に同時にエッチングできるためである。この方法では、BPSGをエッチングすることにより、このエッチングの化学的性質を僅かに変更するだけで、同じ処理室内でTEOSも全て取除かれる。例えば、BPSG及びTEOS層は以下の条件の下でプラズマエッチングできる。
【0040】
先にウェットエッチングを行い、続いてドライエッチを行うことによってBPSG及びTEOS層のエッチングすることもできる。このような場合には、例えば、30:1の酢酸/フッ化水素酸溶液により、窒化物キャップ及びTEOS酸化物に対して最初にBPSGを選択的にエッチングするウェットエッチを用いることによりTEOS層を残してBPSG層を除去する。ウェットエッチングに続いて、代表的なドライエッチングを行う。その場合、ドライエッチングにより窒化物キャップに対しTEOS酸化物層を選択的にエッチングする。
【0041】
ここで、図12及び13の構造体62のような、窒化物キャップ60を有する標準的なシリサイドゲート積層体構造体が残る。この場合、シリサイドゲート積層体62を通常の注入処理に用いることができ、この際、ゲート積層体により画成されている隣接トランジスタのソース/ドレイン領域へのドーパント注入をマスクするのにこれらゲート構造体を必要とする。次に、これらゲート積層体に標準的なSACエッチングを行う準備をする。
【0042】
ここで図14を参照するに、この流れ処理における次の工程は、窒化物スペーサの堆積である。図2及び3の窒化物領域32が図14の窒化物スペーサ64に対応する。窒化物スペーサ64により保護されているシリサイドゲート積層体62に更にスペーサのエッチングを行い、基板12の表面から窒化シリコンを除去し、図15に示すようにスペーサ64a及び64bを残す。
【0043】
図16を参照するに、次に、基板12と、窒化物スペーサ64a及び64bにより保護されているシリサイドゲート積層体62との上に、例えばBPSG等の酸化物層24を堆積する。酸化物層24を通って半導体基板12中への接点開口部70を形成するために、フォトレジスト材料26を堆積し、通常のフォトリソグラフ工程を用いてこのフォトレジスト材料をパターン化する。このパターン化及びこれに続く酸化物エッチングの後に、図17に示すように、自己整合された接点孔70が形成される。次に、通常の処理工程を実施することにより、接点孔70中に導電体や、例えばメモリ装置のような半導体装置を製造するために必要な他の構造体を形成することができる。
【0044】
前述の記載は、本発明の特徴及び利点を達成する好ましい実施例を説明したものである。本発明はこの説明した実施例に限定されるものではない。本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、特定の処理条件及び構造に対して改良及び変更を行い得る。従って、本発明は前述の説明及び図面により限定されるともの考えるべきではなく、特許請求の範囲にのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】自己整合接点形成用エッチングを行う直前の従来のメモリDRAM装置の一部の線図的断面図である。
【図2】従来の技術により行う自己整合接点形成用のエッチングの開始時における図1の装置の線図的断面図である。
【図3】図2の次の工程における図1の装置の線図的断面図である。
【図4】本発明の方法によりシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図5】図4の次の工程におけるシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図6】図5の次の工程におけるシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図7】図6の次の工程におけるシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図8】図7の次の工程におけるシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図9】図8の次の工程におけるシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図10】図9の次の工程におけるシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図11】図10の次の工程におけるシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図12】図11の次の工程におけるシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図13】図12の次の工程におけるシリサイドコバルトゲート積層体を形成する基板の線図的断面図である。
【図14】基板上でシリサイドコバルトゲート積層体に本発明の方法による自
己整合接点形成用エッチングを行う当該基板を示す線図的断面図である。
【図15】図14の次の工程において基板上でシリサイドコバルトゲート積層体に本発明の方法による自己整合接点形成用エッチングを行う当該基板を示す線図的断面図である。
【図16】図15の次の工程において基板上でシリサイドコバルトゲート積層体に本発明の方法による自己整合接点形成用エッチングを行う当該基板を示す線図的断面図である。
【図17】図16の次の工程において基板上でシリサイドコバルトゲート積層体に本発明の方法による自己整合接点形成用エッチングを行う当該基板を示す線図的断面図である。
Claims (53)
- 半導体装置用ゲート構造体であって、
半導体基板上に形成されたゲート酸化物と、
このゲート酸化物上に形成された導電性ゲートと、
この導電性ゲート上に形成されたシリサイド層と、
このシリサイド層の頂面上に形成されたエッチング保護キャップであって、前記ゲート構造体を用いる自己整合接点形成用エッチング処理中に、前記導電性ゲート及びシリサイド層がエッチングされるのを防止するのに充分な当該エッチ保護キャップと
を具えるゲート構造体。 - 請求項1に記載のゲート構造体において、
前記シリサイド層がサリサイド処理により形成されているゲート構造体。 - 請求項2に記載のゲート構造体において、
前記エッチング保護キャップがシリコン系絶縁体により形成されているゲート構造体。 - 請求項3に記載のゲート構造体において、
前記シリコン系絶縁体を窒化シリコン及び酸化シリコンからなる群から選択したゲート構造体。 - 請求項3に記載のゲート構造体において、
前記エッチング保護キャップが約1000〜2000オングストロームの範囲内の厚さを有するゲート構造体。 - 請求項2に記載のゲート構造体において、
前記導電性ゲートがポリシリコンから形成されているゲート構造体。 - 請求項6に記載のゲート構造体において、
前記ポリシリコンのゲートが約500〜1500オングストロームの範囲内の厚さを有するゲート構造体。 - 請求項2に記載のゲート構造体において、
前記シリサイド層が、コバルト、チタン、タングステン、タンタル、モリブデン及びプラチナからなる群より選択した金属から形成されているゲート構造体。 - 請求項2に記載のゲート構造体において、
前記シリサイド層が約200〜500オングストロームの範囲内の厚さを有するゲート構造体。 - 請求項2に記載のゲート構造体において、
前記ゲート構造体の側壁部上に絶縁スペーサが設けられているゲート構造体。 - 請求項10に記載のゲート構造体において、
前記絶縁スペーサが窒化シリコンから形成されているゲート構造体。 - 半導体装置用ゲート構造体の形成方法であって、
半導体基板上にゲート酸化物を形成する工程と、
このゲート酸化物上に導電性ゲートを形成する工程と、
この導電性ゲート上にサリサイド法によりシリサイド層を形成する工程と、
このシリサイド層の頂面上にエッチング保護キャップを形成する工程であって、このエッチ保護キャップが、前記ゲート構造体を用いる自己整合接点形成用エッチング処理中に、前記導電性ゲート及びシリサイド層がエッチングされるのを防止するのに充分としたエッチング保護キャップを形成する工程と
を含むゲート構造体の形成方法。 - 請求項12に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記エッチング保護キャップをシリコン系絶縁体により形成するゲート構造体の形成方法。 - 請求項13に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記シリコン系絶縁体を窒化シリコン及び酸化シリコンからなる群から選択するゲート構造体の形成方法。 - 請求項13に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記エッチング保護キャップを約1000〜2000オングストロームの範囲内の厚さとするゲート構造体の形成方法。 - 請求項12に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記導電性ゲートをポリシリコンから形成するゲート構造体の形成方法。 - 請求項16に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記ポリシリコンの導電性ゲートを約500〜1500オングストロームの範囲内の厚さとするゲート構造体の形成方法。 - 請求項12に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記シリサイド層を、コバルト、チタン、タングステン、タンタル、モリブデン及びプラチナからなる群より選択した金属から形成するゲート構造体の形成方法。 - 請求項12に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記シリサイド層を約200〜500オングストロームの範囲内の厚さとするゲート構造体の形成方法。 - 請求項12に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記ゲート構造体の側壁部上に絶縁スペーサを設けるゲート構造体の形成方法。 - 請求項20に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記絶縁スペーサを窒化シリコンから形成するゲート構造体の形成方法。 - 請求項12に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記自己整合接点形成用エッチング処理が、C2F6、CH4 、C3F8、C4H10 、C2F8、 CH2F2、 CHF3 、C2HF5及びCH3 F からなる群より選択したエッチング剤により前記半導体基板上の絶縁層をエッチングする工程を含むゲート構造体の形成方法。 - 請求項22に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記絶縁層のエッチングを、容積比を1:1:1:8としたCF4 / CHF3 /CH2F2/Arのガス混合物を含む組成物を用いる反応性イオンエッチング(RIE)とするゲート構造体の形成方法。 - 半導体基板上にゲート積層体を形成する工程であって、このゲート積層体が、前記基板上に設けられた酸化物層と、この酸化物層上の導電層と、この導電層上にサリサイド処理により形成したシリサイド層と、このシリサイド上のキャップ層とを有するようにする工程と、
前記基板及びゲート積層体の上に絶縁層を設ける工程と、
この絶縁層に自己整合接点形成用エッチングを行い、この際このエッチングを整合させるために前記ゲート積層体を用いる工程と
を含む半導体装置の特徴部の形成方法。 - 請求項24に記載の形成方法において、
前記自己整合接点形成用エッチングを行う工程が、C2F6、CH4 、C3F8、C4H10 、C2F8、 CH2F2、 CHF3 、C2HF5及びCH3 F からなる群より選択したエッチング剤により前記絶縁層をエッチングすることを含む形成方法。 - 請求項25に記載の形成方法において、
前記絶縁層のエッチングが、容積比を1:1:1:8としたCF4 / CHF3 /CH2F2/Arのガス混合物を含む組成物を用いる反応性イオンエッチング(RIE)とする形成方法。 - 請求項24に記載の形成方法において、
前記ゲート積層体の前記キャップ層をシリコン系絶縁体により形成するの形成方法。 - 請求項27に記載の形成方法において、
前記シリコン系絶縁体を窒化シリコン及び酸化シリコンからなる群から選択する形成方法。 - 請求項24に記載の形成方法において、
前記ゲート積層体の前記キャップ層を約1000〜2000オングストロームの範囲内の厚さとする形成方法。 - 請求項24に記載の形成方法において、
前記ゲート積層体部の前記導電層をポリシリコンから形成する形成方法。 - 請求項30に記載の形成方法において、
前記ポリシリコンの導電層を約500〜1500オングストロームの範囲内の厚さにする形成方法。 - 請求項24に記載の形成方法において、
前記シリサイド層を、コバルト、チタン、タングステン、タンタル、モリブデン及びプラチナからなる群より選択した金属から形成する形成方法。 - 請求項24に記載の形成方法において、
前記シリサイド層を約200〜500オングストロームの範囲内の厚さにする形成方法。 - 基板上に絶縁層を形成する工程と、
この絶縁層をマスキングしてこの絶縁層の頂部にエッチング領域を画成する工程と、
このエッチング領域で前記絶縁層を前記基板の頂面まで下方にエッチングしてこの絶縁層内に開口部を形成する工程と、
この開口部の底部において前記基板上にゲート酸化物層を形成する工程と、
このゲート酸化物層上にポリシリコン層を堆積する工程と、
このポリシリコン層をエッチングして前記ゲート酸化層上にポリシリコンゲートを形成する工程と、
このポリシリコンゲート上に高融点金属を堆積する工程と、
このポリシリコンゲート上で、前記高融点金属をシリサイド層に変換する工程と、
このシリサイド層の頂面上にエッチング保護キャップを形成する工程と、
前記絶縁層をエッチング除去して、前記酸化物層と、前記ポリシリコンゲートと、前記シリサイド層と、前記保護キャップとを有するゲート積層体を残す工程と
を含む半導体装置用ゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記エッチング保護キャップが、前記ゲート構造体を用いる自己整合接点形成用エッチング処理中に、前記ポリシリコンゲート及びシリサイド層がエッチングされるのを防止するのに充分なものとするゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記基板上に前記絶縁層を形成する前に前記基板上に障壁層を形成する工程を含むゲート構造体の形成方法。 - 請求項36に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記障壁層をエッチング除去する工程を含むゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記絶縁層を、BPSG、BSG及びPSGからなる群より選択するゲート構造体の形成方法。 - 請求項36に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記障壁層をTEOSとするゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記開口部を形成するための前記絶縁層のエッチングに反応性イオンエッチング(RIE)を用いるゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記開口部を形成するための前記絶縁層のエッチングにウェットエッチングを用いるゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記ゲート酸化物層を形成する工程が、前記基板の頂面上で且つ前記開口部上に酸化物層を成長させる工程を含むゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記ゲート酸化物層を、約30〜150オングストロームの範囲内の厚さとするゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記ポリシリコンゲートを約500〜1500オングストロームの範囲内の厚さとするゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記高融点金属をコバルト、チタン、タングステン、タンタル、モリブデン及びプラチナからなる群より選択するゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記シリサイド層を約200〜500オングストロームの範囲内の厚さとするゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記エッチング保護キャップをシリコン系絶縁体により形成するゲート構造体の形成方法。 - 請求項47に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記シリコン系絶縁体を窒化シリコン及び酸化シリコンからなる群から選択するゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記エッチング保護キャップを約1000〜2000オングストロームの範囲内の厚さとするゲート構造体の形成方法。 - 請求項37に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記絶縁層及び障壁層をエッチング除去する工程が、C2F6、CH4 、C3F8、C4H10 、C2F8、 CH2F2、 CHF3 、C2HF5及びCH3 F からなる群より選択したエッチング剤を用いるゲート構造体の形成方法。 - 請求項37に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記絶縁層及び障壁層をエッチング除去する工程を、容積比が1:1:1:8のCF4 / CHF3 /CH2F2/Arであるガス混合物を含む組成物を用いる反応性イオンエッチング(RIE)とするゲート構造体の形成方法。 - 請求項34に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記ゲート構造体の側壁部に絶縁スペーサを形成する工程を含むゲート構造体の形成方法。 - 請求項52に記載のゲート構造体の形成方法において、
前記絶縁スペーサを窒化シリコンから形成するゲート構造体の形成方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004119958A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Sharp Corp | 1t1r型抵抗メモリアレイを製造する方法 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6977408B1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-12-20 | Lattice Semiconductor Corp. | High-performance non-volatile memory device and fabrication process |
CN100352006C (zh) * | 2003-11-18 | 2007-11-28 | 南亚科技股份有限公司 | 金属层侧面移除部分的闸极结构的制造方法 |
US20070087565A1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-04-19 | Marcus Culmsee | Methods of forming isolation regions and structures thereof |
KR100654000B1 (ko) * | 2005-10-31 | 2006-12-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 금속실리사이드막을 갖는 반도체소자의 제조방법 |
US8754483B2 (en) * | 2011-06-27 | 2014-06-17 | International Business Machines Corporation | Low-profile local interconnect and method of making the same |
US20140073106A1 (en) | 2012-09-12 | 2014-03-13 | International Business Machines Corporation | Lateral bipolar transistor and cmos hybrid technology |
US8728927B1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-05-20 | International Business Machines Corporation | Borderless contacts for semiconductor transistors |
US9633860B2 (en) * | 2015-07-09 | 2017-04-25 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor structure with resist protective oxide on isolation structure and method of manufacturing the same |
US10546785B2 (en) | 2017-03-09 | 2020-01-28 | International Business Machines Corporation | Method to recess cobalt for gate metal application |
US11239115B2 (en) | 2019-10-30 | 2022-02-01 | International Business Machines Corporation | Partial self-aligned contact for MOL |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0595113A (ja) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH07193227A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH09266198A (ja) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Nec Corp | ドライエッチング方法 |
JPH1050992A (ja) * | 1996-08-01 | 1998-02-20 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法及びその半導体装置を利用したメモリセル |
JPH10144915A (ja) * | 1996-11-05 | 1998-05-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
WO1998049719A1 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-05 | Micron Technology, Inc. | Undoped silicon dioxide as etch stop for selective etch of doped silicon dioxide |
JPH113997A (ja) * | 1997-06-10 | 1999-01-06 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH1174219A (ja) * | 1997-06-30 | 1999-03-16 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JPH11195706A (ja) * | 1998-01-05 | 1999-07-21 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JPH11284186A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-15 | Seiko Epson Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5206187A (en) | 1991-08-30 | 1993-04-27 | Micron Technology, Inc. | Method of processing semiconductor wafers using a contact etch stop |
US5258096A (en) | 1992-08-20 | 1993-11-02 | Micron Semiconductor, Inc. | Method of forming local etch stop landing pads for simultaneous, self-aligned dry etching of contact vias with various depths |
US5372673A (en) | 1993-01-25 | 1994-12-13 | Motorola, Inc. | Method for processing a layer of material while using insitu monitoring and control |
US5338700A (en) * | 1993-04-14 | 1994-08-16 | Micron Semiconductor, Inc. | Method of forming a bit line over capacitor array of memory cells |
US5434093A (en) * | 1994-08-10 | 1995-07-18 | Intel Corporation | Inverted spacer transistor |
US5597746A (en) | 1995-08-09 | 1997-01-28 | Micron Technology, Inc. | Method of forming field effect transistors relative to a semiconductor substrate and field effect transistors produced according to the method |
US5804506A (en) | 1995-08-17 | 1998-09-08 | Micron Technology, Inc. | Acceleration of etch selectivity for self-aligned contact |
US5897372A (en) | 1995-11-01 | 1999-04-27 | Micron Technology, Inc. | Formation of a self-aligned integrated circuit structure using silicon-rich nitride as a protective layer |
US5981383A (en) * | 1996-03-18 | 1999-11-09 | United Microelectronics Corporation | Method of fabricating a salicide layer of a device electrode |
US5783496A (en) | 1996-03-29 | 1998-07-21 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for etching self-aligned contacts |
US5915181A (en) | 1996-07-22 | 1999-06-22 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method for forming a deep submicron MOSFET device using a silicidation process |
US5688706A (en) | 1996-08-01 | 1997-11-18 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method for fabricating a MOSFET device, with local channel doping, self aligned to a selectively deposited tungsten gate |
US5854135A (en) * | 1997-04-09 | 1998-12-29 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Optimized dry etching procedure, using an oxygen containing ambient, for small diameter contact holes |
US5880019A (en) | 1997-04-17 | 1999-03-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Insitu contact descum for self-aligned contact process |
US5948701A (en) | 1997-07-30 | 1999-09-07 | Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. | Self-aligned contact (SAC) etching using polymer-building chemistry |
US6130137A (en) * | 1997-10-20 | 2000-10-10 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a resistor and integrated circuitry having a resistor construction |
US6165910A (en) * | 1997-12-29 | 2000-12-26 | Lam Research Corporation | Self-aligned contacts for semiconductor device |
US5863820A (en) | 1998-02-02 | 1999-01-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Integration of sac and salicide processes on a chip having embedded memory |
US5998835A (en) * | 1998-02-17 | 1999-12-07 | International Business Machines Corporation | High performance MOSFET device with raised source and drain |
US5945707A (en) * | 1998-04-07 | 1999-08-31 | International Business Machines Corporation | DRAM cell with grooved transfer device |
US5869374A (en) * | 1998-04-22 | 1999-02-09 | Texas Instruments-Acer Incorporated | Method to form mosfet with an inverse T-shaped air-gap gate structure |
JP3701469B2 (ja) * | 1998-06-12 | 2005-09-28 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体集積回路装置の製造方法 |
US6025255A (en) * | 1998-06-25 | 2000-02-15 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Two-step etching process for forming self-aligned contacts |
US6033962A (en) * | 1998-07-24 | 2000-03-07 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method of fabricating sidewall spacers for a self-aligned contact hole |
US6180468B1 (en) * | 1998-10-23 | 2001-01-30 | Advanced Micro Devices Inc. | Very low thermal budget channel implant process for semiconductors |
US6037216A (en) * | 1998-11-02 | 2000-03-14 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method for simultaneously fabricating capacitor structures, for giga-bit DRAM cells, and peripheral interconnect structures, using a dual damascene process |
US6133096A (en) * | 1998-12-10 | 2000-10-17 | Su; Hung-Der | Process for simultaneously fabricating a stack gate flash memory cell and salicided periphereral devices |
US6448140B1 (en) * | 1999-02-08 | 2002-09-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Laterally recessed tungsten silicide gate structure used with a self-aligned contact structure including a straight walled sidewall spacer while filling recess |
US6177340B1 (en) * | 1999-02-18 | 2001-01-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method to reduce contact hole aspect ratio for embedded DRAM arrays and logic devices, via the use of a tungsten bit line structure |
US6096595A (en) * | 1999-05-12 | 2000-08-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Integration of a salicide process for MOS logic devices, and a self-aligned contact process for MOS memory devices |
US6174775B1 (en) * | 1999-06-25 | 2001-01-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method for making a dual gate structure for CMOS device |
US6124192A (en) * | 1999-09-27 | 2000-09-26 | Vanguard International Semicondutor Corporation | Method for fabricating ultra-small interconnections using simplified patterns and sidewall contact plugs |
US6956263B1 (en) * | 1999-12-28 | 2005-10-18 | Intel Corporation | Field effect transistor structure with self-aligned raised source/drain extensions |
US6291330B1 (en) * | 2000-01-31 | 2001-09-18 | United Microelectronics Corp. | Method of fabricating gate structure to reduce stress production |
US6316323B1 (en) * | 2000-03-21 | 2001-11-13 | United Microelectronics Corp. | Method for forming bridge free silicide by reverse spacer |
-
2000
- 2000-03-23 US US09/533,697 patent/US6638843B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-03-22 WO PCT/US2001/009054 patent/WO2001071800A2/en active IP Right Grant
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-
2002
- 2002-05-07 US US10/139,284 patent/US20020160595A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0595113A (ja) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Hitachi Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
JPH07193227A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH09266198A (ja) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Nec Corp | ドライエッチング方法 |
JPH1050992A (ja) * | 1996-08-01 | 1998-02-20 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法及びその半導体装置を利用したメモリセル |
JPH10144915A (ja) * | 1996-11-05 | 1998-05-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
WO1998049719A1 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-05 | Micron Technology, Inc. | Undoped silicon dioxide as etch stop for selective etch of doped silicon dioxide |
JPH113997A (ja) * | 1997-06-10 | 1999-01-06 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH1174219A (ja) * | 1997-06-30 | 1999-03-16 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JPH11195706A (ja) * | 1998-01-05 | 1999-07-21 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
JPH11284186A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-15 | Seiko Epson Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004119958A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Sharp Corp | 1t1r型抵抗メモリアレイを製造する方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10195958T1 (de) | 2003-08-28 |
US20020160595A1 (en) | 2002-10-31 |
US20010053595A1 (en) | 2001-12-20 |
US6638843B1 (en) | 2003-10-28 |
AU2001245914A1 (en) | 2001-10-03 |
KR100626928B1 (ko) | 2006-09-20 |
WO2001071800A3 (en) | 2002-03-07 |
KR20030062228A (ko) | 2003-07-23 |
TW493222B (en) | 2002-07-01 |
WO2001071800A2 (en) | 2001-09-27 |
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