TW264566B - - Google Patents

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Description

經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裂 ^64566 A7 __B7 _ 五、發明説明（1 ) 本發明為闢於基Η上摻雜區域之接觸孔的製迪方法。 在撖《子領域有ra»密度及流程安f性考n的«««自 調式接觸設計已被大力推動，業者一種針對β路特定傳 導區域霣流接觸的自調式接皤設計功能極為優異。譬如 ，一個《晶《源極匾的製成，或是進行一般覆軍層開口 的接觸製迪，譬如•照相上漆，更大且經過不同的傳统 區域，譬如，電晶體閘極相互重叠，逭些設計，提供了 免除在未接觸區域覆軍層上大小，位置相同的開口形成 短路的彩«。這些設計首先公開流程安全性，其次針對 介於接觸及非接觸傳導區域不同霄路設計可預知其安全 狀態，並逹到更精細的節省空間效果。 逭些設計對譬如動態記億體儲存晶格的意義更為重大 。一般要求的儲存晶格安金狀態，闋像著儲存晶格架構 之重要部份，另一方面自調式接觸設計並附在晶κ表面 ，更可以發揮決定性的經濟效率。在動態記億體裡自調 性接諝設計甚至可以在儲存晶格之MOS-電晶醱之源極/ 汲棰（S/D)區域進行位元傳導接觸的位元傳導連接。 迄今，關於下列自調性接觸觀念已為人們所熟悉。 首先步驟往往是閜極（Gate)藉箸金由Μ極組成的電介 質層往上，通過所諝的"間隔物（Spacer·)"往邊絲運動並 且被絕綠： •一層淺薄的矽氮合層在高度絕揉及平面化氣化物的隔 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ----^------:裝------訂-----L ‘ (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 264566 A7 B7 五、發明説明（2 ) 離前所形成之裝置。此接觸透過酸流溶解法受溼性蝕 刻，這傾過程，氡層將發揮停止蝕刻作用，最後，氣β 層亦被蝕刻，在氮曆中蝕刻只能短暫進行，如此閘棰 間的隔離狀態才得以持绩。 •在較逋的反應匾域外部現存的場氣化物並未大Λ地被 載入，所以，此接觸同樣能經過場氣化劑自調性地産 生。上述流程的缺點是，接觸的涅性蝕刻同向性，在 較小的空間結構幾乎難以進行。在這樣的情況，聚合 矽層扮演"蝕刻中止層"的角色且發揮作用。聚合矽層 的乾性氮化蝕刻-過程中，只有少數聚合矽被侵餽。 當然，笛接觸産生時（或之後），聚合矽層必須去離電 介質轉換或是經絕緣偏離穿過聚合矽層介於接觸面間 一個洞流帶假設會出現。聚合矽層各種轉換或絕緣方 法已為人們所熟知。各式方式中所面臨的一値缺點就 繁瑣及易犯錯的流程所有的製程而言，一個更大的事 實缺點是，當在基質（層）傳導區域接觸，藉著不同的 流程操作時，再施以一個不同的覆軍面，就像是必須 産生閘極。造樣的發展導致在緊接的金羼化平面處理 製造與繁瑣的流程操作及附加的危機。 新方法（發明）的理念是，在一個第一摻雜區域封裝第 一個傳導類型的摻雜區域，由第二傳導類型提供一個摻 雜區域之接腾孔更好的製造方法。 -4- 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ； 裝 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消費合作社印裝 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 264566 A7 A7 B7五、發明説明（3 )這個理念（任務）透過申讅專利範圍第一條稼識之方法 而解決。更詳細的發展在下列申誚專利範圍中敘述。依照本發明的製造方法已經開始應用·未接雜質的砂 層可以選擇性地遠離摻雜之矽層。未摻雜質之矽層譬如 在層電 的阻導 性散的 擇擴置 選域裝 下匾立 作雜對 運摻到 的齒受 單一 則 覆第域 在在 並 C 子雜 離摻 雜以 摻予 過 透 , 的 醱觸 晶接 合慢 聚較 域 區 是 區 雜 摻 個 二 第 而 態 狀 放 釋 的基份 置雜部 位摻雜 他的摻 其立未 從對層 並自矽 ，來 ， W ，後 影是最 層或 〇 矽 ， 到散 受擴 匾的 雜要 摻需 二不 第止 , 阻 蓋質 覆物 所雜 性摻 尤 層 /IV 質 與層 的緣 性絕 擇此 選在 是雜觸停 其摻接揮 層 矽 的 後 溫 降 , 區 後雜 造摻 製的 層層 緣矽 絕在 的擇 性選 面被 金口 1 開 ，後 離刻 去蝕 域經 區孔 受 不 .¾ 0 入功 深域 散區 擴雜 刻摻 蝕矽 制合 限聚 及在 用少 作至 刻 ， 蝕是 止點 優 的 發生 層産 矽層 , 矽 域 規蝕之 的的升 層矽提 緣合用 絕聚作 在生化 其産氣 , 而層 物性矽 化擇讓 氣選 ， 矽的態 之高狀 域較之 匾著求 雜藉要 摻 矽 合 聚仍 在上 ，本 堪基 影律 有 保 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 μ線 刻 技 科 在 明 發 本 失 消 明 說 步 1 進 0 中 離解 去圖 份及 部文 雜附 摻之 加例 未詳 層列 矽下 部在 外將 ? 明 觸發 題接本 問 過 透 驟 步 行 施 示 展 釋 蘭 之 例 範 1-中 示法 圖方 本 作 Η 基 體 導 半 體 晶 電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 ^64566 A7 B7 五、發明説明（4 ) 圖1顯示，在矽一半導體基Η 10可以發現一値MOS-電 晶體附一値閘極la及兩個源極/汲極（S/D)區域2a對照 基K的域。經免厂絕綠區8 示，S —德 場氯化物，另一値MOS«晶體含閘極（Gate) lb及η型-接 雜區域2b由此被分離。如上所述閘極1往上邊12及旁侧 13被隔離絕緣。源極（Source)及汲極區（Drain)2a、2b 通常摻以雜質。逭傾流程對於P型摻雜匾域2 a可自調性 地接觸進行，其優越性更為顯明。即，在此處一般以硼 元素進行摻雜。 圈2:然後，一層細薄抗阻層3, —些矽氮成份被隔離， 在位置3A,此處較晚會産生自調性接觸，在自3A位置層 由於蝕刻過程在光軍裝置下被打開。抗阻層的蝕刻能短 暫進行，所以閘極12 , 13的隔離區域得以持缠。 圖3:最後-聚合矽層4被隔開。藉著一寛大光罩5,聚 合矽層4a位置全面性地摻以雜質，在此處待別以硼元素 摻雜。藉此摻雜物質，一自諝性接觸已可規劃，以硼元 素摻雜的區域4a較佳地比晚形成的接觸孔稍撖大些，此 摻雜以低能量進行使整個劑量沈積在聚合矽層4 ,透過 降溫效應硼元素均勻分佈在聚合矽層4及具霉氣反應。 硼元素-摻雜與較慢産生的蝕刻流程是分開處理的。硼 元素-摻雜選擇從未摻雜區域至摻雜聚合矽，其負載 i.a>1019 αΤ3 ,最好大約102flcnf3 。下方的抗阻層3干擾 此匾域自調性接觸的發生，尤其是在N型-摻雜位置4b 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----^------(-裝-------訂------{銥 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 264566 A7 經濟部中央標準局貞工消费合作社印製 B7 五、發明説明（5 ) ，舉例來說，就像摻雜物質在聚合矽層4中分化。 圖4:由一艏KOH-方法圈解說明，此法可以在光軍5去 除後未摻雜聚合矽選擇地被摻雜而受到蝕刻。經過此蝕 刻流程，矽層毎一角落已找不到硼元素，或只剩些撖硼 元素。經過上述摻雜條件聚合矽《的垂直部份高摻雜化 的可能性減少，垂直部份經遇蝕刻而被去除。 上述流程操作並不具困難度，一平向蝕刻的操作及較 慢的接觸産生，這流程對於閘極垂直俩翼停止蝕刻並不 是必需的。處於下方的抗阻層3阻擋了基H2a、2b的！(0H -蝕刻進行。在此位置上沒有自調性接觸，特別是在N型 摻雜區域2b,在P型-摻雜區域3a上層開口，可以按照 設計的全部霹求由摻雜區域4a所覆蓋或是重疊。同樣的 ，在重叠位置3b並沒有基片蝕刻的發生，在此處聚合矽 層4經由基H 2a的硼元素摻雜。因此産生反蝕刻效應 ，在較慢産生形成自諝性接觸的位置上，環境摻雜區域 由摻雜聚合矽襯層4C産生，此區域經過開口 3a在抗阻層 經電流接觸與摻雜匾域2 a連成一 Η。圖5:抗阻層3可 選擇性透過在任一位置的全面短暫蝕刻而去除，在所有 情況下，最終一厚層的電介質6由於一矽氣化物之調整 ，變成絕緣及平面化，在這些區域覆上接觸孔罩及進行 異向乾燥氣化蝕刻，而且接觸孔不僅産生在基Κ同時也 産生在基閘極。所有自調性預定接觸7a裡，可以發現襯 -7_ (¼先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 2e^566 A7 _B7__ 五、發明説明（6 ) 管彼此絕緣隔離的聚合砂怒層4c(”接雜棚元素的聚合砂 ϋ/:, BIPP), BIPP如所述說明其製造範画棰大。 在此情況下，接®孔睪Β身在不良規律狀況無法舆Μ (pad)重疊，接觸孔罩應當在通過閘極la的位置上與之 重疊•所以在墊（pad) 4c處蝕刻會停止，因此霣介質RS 棰隔離12、13會持鑛蓮作，而且通往閘棰la不會有短路 發生。在接觸7b通往閜榷lb的位置上，墊（pad)層並未考 處在内。在此處閘極lb之接觸孔被打通，因此産生電性 接觴。 藉箸相同的流程結果，接觸匾7c同樣地産生，部份與 場氧化區8重墨，或是完全配置在場氣化匾之上，同樣 的，基Η所有自諝性接觭，尤其是在N型-摻雜區域2b 也可同時産生。逭樣的情形於接觸區並未在墊（Pad)靥發 現。金靥化流程如一般（接觸孔加強或去除）進行。此法 的特別優點是可以在儲存晶格進行，此區且環繞著BOSS -帶層（硼元素擴散表層帶），其只在EP-A 543 1 58有所說 明。此帶匾連接於DRAM-健存晶格的霣晶鼸汲極匾使在一 值配置聚合矽的冷凝器槽内部。透過對於BOSS帶的製造 方法，大部份上述的層分離，照相技術，及其它流程步 班已經被採行。適用發明方法的執行操作將個別於下列 的流程步驟提及。 • B IP P-Pad層精確度的照相技術。 -8 - 本纸張尺度適用中國鬮家標率（CNS ) A4说格（2丨0><297公釐） ~~~ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 線 264566 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明{ 7 ) 1 1 1 ♦ 植 入 與 漆 去 除 流 程 〇 1 1 I 這 些 流 程 步 驟 在 EP-A543 158 介 ;於 矽 層 分 離 之 後 及 降 請 1 先 1 溫 流 程 間 淸 楚 說 明 其 操 作 方 法 〇 對 於 進 --- 步 的 細 節 則 在 閲 讀 1 播 立 分 開 的 註 冊 全 文 將 引 證 〇 背 面 1 之 1 | BOSS 流 程 已 證 明 的 發 明 所 具 有 之 特 別 而 直 接 的 優 黏 ，/王 意 事 1 1 是 » 基 本 流 程 效 率 的 影 m 作 用 或 變 化 (例如霣晶體數值、 項 再 導 裝 漏 流 等 )可說是幾無缺陷， 不可能針對此有更好的流程步 本 頁 1 驟 插 入 了 〇 尤 其 是 關 於 耐 溫 性 的 改 變 9 對 於 已 有 的 BOSS 1 流 程 中 所 存 在 的 硼 元 素 摻 雜 活 劻 反 應 所 需 的 降 溫 〇 在 進 1 1 行 新 發 明 的 流 程 步 驟 » 不 會 改 變 主 要 流 程 所 要 求 的 最 佳 1 1 狀 態 〇 依 照 發 明 的 操 作 流 程 設 計 1 簡 單 及 明 確 的 連 接 訂 I BOSS -流程C BOSS- 帶 白 調 性 接 閘 極 t 閘 極 間 區 域 矽 層 與 1 1 I 硼 摻 雜 基 Η 接 觸 (及與槽間物體） 停 止 f 且 經 由 向 外 擴 散 1 1 産 生 抗 蝕 性 〇 而 一 個 撤 乎 其 撤 的 可 能 性 是 » 一 個 充 份 巨 大 的 B IPP -Ρ a d在 電 槽 室 内 整 合 〇 唯 一 附 帶 條 件 是 1 B IPP I -P a d不 能 經 過 接 觸 面 界 與 閛 極 角 重 II 〇 我 們 在 沒 有 進 一 1 I 步 執 行 的 附 帶 條 件 下 » 不 軽 易 評 估 » 更 甚 者 » 一 般 普 通 1 1 電 晶 體 受 到 突 發 電 流 減 少 而 明 顯 變 長 9 就 如 設 計 裡 最 不 1 1 顯 眼 的 藍 圖 規 格 〇 這 種 情 形 對 一 些 閘 極 在 上 述 問 題 所 處 1 1 的 區 域 相 對 的 "變寬” 9 尤 其 是 在 通 往 硼 植 入 聚 合 矽 襯 層 1 | 打 開 後 具 有 組 構 的 大 活 動 場 〇 1 I 設 計 圖 中 値 別 規 tu 由 下 到 對 應 措 施 執 行 〇 1 1 - 9- 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） 264566 A7 B7 五、發明説明（8 ) •選擇：介於閘極與接面的安全，距離去除，適應所有 被縮小的電路隔匾平面，當只是為了提升流程安全性 而沒有空間精縮考量時，上述作法並不是絕對必須的。 •微薄電介質層組構的覆軍變更於矽靥下方：位元傅導 接面區域上的附加開口。 ♦植入硼元素之聚合矽襯層（PAD)的構造。 ♦選擇：以流程安全性提升為考量的所進行的接觸孔擴 大。 • S擇：根據本發明所進行的接面操作亦適用其它P型 -摻雜區域，例如，空間精縮的格區切換。 n n I —I- 裝 訂 ^ ^ * * (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

  1. Α8 Β8 C8 D8 補 申請專利範圍 第831 10030號「摻雜匾域之接觸孔的製造方法」專利案 (84年7月修正） 巧申誚專利範圃 1. 一棰第一傳導待性之第一摻雜匾域之接觭孔的製造方 法，具有第一及第二型傳導特性摻雜區域的半導體晶 Η ,其待徽為： -基Η (10)之第一摻雜區域（2a)之製法為，此摻雜區 域受到絕緣區域（12、13)至少限制在基M(10)之上 層表面， -此製造産生一個擴散抗阻層（3),此抗阻層至少對第 一摻雜區域（2a)不施阻障，而作為第2型傳導特性 摻雜區域（2b)之面罩， -此製程將對未摻雜質之矽層（4)全部面積隔離開來， -此製程經由離子植入在矽層（4)上選擇性地産生摻雜 面（4c),此摻雜面與接觸孔區域確實重叠， -此製程中矽層⑹未摻雜質部份選擇性地對摻雜面 (4c)移除， 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) -此裂程—完整表面之絕綠層6), -此製孔（7a)經同向蝕刻，其開口選擇性地面 (6)内的矽層⑻之摻雜面（4c)。 2 .如利範圍第1項的製造方法，其中基Η (10)由 矽晶組構。 1 本紙張尺度逋用中國國家揉率（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 經濟部中央揉準局負工消费合作社印裝 ^64566 Be C8 D8 六、申請專利範圍 3. 如申請專利範圈第1或2項之製造方法，其中矽層（4) y.: 由聚合矽産生。 4. 如申請專利範画第1或2項之製造方法，其中矽餍（4) 之未摻雜質部份經涅性化學蝕刻去除。 5. 如申請專利範圃第1或2項之製造方法，其中抗阻層 (3)由矽氮産生。 6. 如申請專利範圍第1或2項之製造方法，其中在絕緣 層（6)形成之前，抗阻層（3)自由散離部份被去除。 7. 如申誚專利範圍第1或2項之製造方法，其中矽肩（4) 之摻雜面（4c)將以P型雜質摻入及未摻雜部份以溼性 化學蝕刻（鉀-氫氣化-溶液）去除。 8. 如申請專利範圍第7項之製造方法，其中矽層（4)之 摻雜面（4c)加入濃度介於101S cur3及1 021 αΤ3之硼。 9. 如申請專利範圍第1或2項之製造方法，其中-基Η (10)之摻雜區域（2a)是MOS-電晶體的源極-汲極區， -依此製造方法絕緣區域之絕緣側邊覆層（13)及絕緣 覆蓋層（12)包圍MOS-電晶體的閘極電極（1)。 10. 如申請專利範圍第9項之製造方法，其中另一較逮而 對著閛極電極⑴之接觸孔（7b)和摻雜區域（2a)之接觸 孔（7a、7c)同時被開歆。 11. 如申諳專利範圍第9項之製造方法，其中MOS -電晶體 (1、2)是儲存晶格可選擇之電晶體，此組電晶體圍繞 -2- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4规格（210X297公釐） ---------裝------訂-----J 線 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 264566 ?| D8 六、申請專利範圍 儲存晶格之電容器，電容器霣極則與MOS-霣晶體組較 逮之摻雜區經過摻雜聚合矽架構而連接一塊。 12.如申誚專利範圍第10項之製造方法，其中MOS-電晶醱 (1、2)是儲存晶格可選擇之霣晶體，此组電晶體圍繞 儲存晶格之電容器，電容器霣極則與MOS-霣晶體組較 逮之摻雜區經過摻雜聚合矽架構而連接一塊。 I 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局身工消费合作社印裝 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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