TW439102B - Field effect transistor and method of manufacturing the same - Google Patents
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 m ·ι ο 2 A7 _B7五、發明說明(1 ) 發明背景 本發明乃關於一具有閘極電極的場效電晶體,此閘極 電極具有多層之矽與銅之結構,以及製造此場效電晶體 之方法。 在最近這幾年,在大型積體電路尺寸更進一步地縮小 化以增加性能及整合的程度,在這樣的尺寸縮小化,場 效電晶體的閘極電槿電阻一定要被減少以獲致高性能, 為此目的,使用金靥及多晶矽作極以作為雙層 結_JI~S^l被審視。 具有雙、福_^^砂及姻閛極電極的結構b被装出,此乃 由於具有低電阻以及比金或銀來得具加工性或化學安定 性。 對於傳統場效電晶體將被描述,如在第6圖中所示, 首先一痼低多晶矽的閘極電極〗4 0 3在基材1 4 D 1上形成 並經由一個閘極絶緣膜1402,一個上層銅的閘極電極 1405經由一阻障膜1404,即氮化鈦在下閘極電極1403上 形成。一痼阻障膜1406,亦即氮化钛乃在此上閘極電極 1 4 0 5上形成。此下閘極電極i 4 Q 3及上閘極電極1 4 0 5形成 電晶體的閘極電極。 一側壁為二氣化矽1 4 0 7形成以作為此閘極電極側表面 的覆蓋,一個少量摻雜雜質區1 4 0 8形成在矽基板1 4 01上 ,並在側壁1407之下,此矽基板1401有箸源極140S及汲 掻1 4 1 fl ,夾在此少量摻雜雜質區1 4 0 8。 此閘極電極由少量雜質區1408,源極1409,汲極1410 ------------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電膜線 能 形 線中是 極緣連 ,在所 絶矽於 閘絶極 時06銅 層化流 在護電 構14由 内氧電 地保槿 結及層 及從電 別一閛 層04上07將漏 個,如 雙14或14示合 ,成蓋。銅膜矽 壁表接 鈦形覆線及障晶 側頭 , 化上來連砂一阻多 由箭時 氮13,的晶I 有層 經以01 011 上樣多 ο 下 且中1 。亦線16這有14到 膜國材 成,建1413具極散 矽 6 基 形3a極膜14極電擴 化第矽 所41電緣線電極銅 氧在至 面&1極絶連極閛低 至如散 底 ΐ 源層極閘上減。散-擴 及12及内電當銅來線擴散銅 面1412在極,,面連銅擴當 制膜14成源述阻表靥,而 。 的障線形及上電上金而11成 15阻連1612如低及的然14形 14極1414降下成 膜來 4 3 91 Ο 2 Α7 _Β7_ 五、發明說明(2 ) ,閘極絶緣膜1 4 0 2所組成,而且此閛極電極(由下閘極 電極1403及上閘極電極1405所組成}來形成具有輕摻雜汲 極(LDD)的結構,此LDD的結構會抑制單一通道效應。 此電晶體由一内層絶緣膜1411的氣化矽所覆蓋。一個 閘極電極連線1412及源極連線1413由鋁所形成,且是在 此内層絶緣膜1411上所形成,此閘極電極連線1412波連 結經阻障瞑1406藉著穿過在内層絶緣膜1411所形成洞的 插塞1414到上閘極,此插塞1414由鎢所形成β —阻障膜 1414a,亦卽氮化鈦乃在側面及底面的插塞1414所形成。 此源極電極連線1413藉箸在内層絶緣膜1411中所形成 的接觸洞,並形成插塞1415連結到源極14G9,此插塞1415 也是由鎢所形成。一阻障膜1415a,亦即氮化鈦,在插塞 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210 X 297公釐) --_--1'--------裝---1— 訂 i -------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) α3 91 02 Α7 Β7 五、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 産 生 t 此 電 晶 醴 1 的 開 啓 電 流 將 減 少 9 或 者 啓 動 值 改 變 0 當 銅 擴 散 至 上 連 線 層 時 1 在 連 線 之 間 的 漏 電 電 流 將 産 生 發 明 概 要 本 發 明 的 主 要 目 的 乃— —是. 利m 為- 在不 Μ 損 電 晶 體 待 性 » 場 效 電 晶 體 的蘭 極 電 極 ο 為 了 逹 成 上 述 的 百 的 9 依 照 本 發 明 9 提 供 一 個 含 一 S 矽 基 板 並 ϋ 著 __, 閘 狀 絶 緣 膜 * 以 形 成 具 下 閘 極 電 極 的 場 效 電 晶 體 r 一 位 於 下 閘 極 電 極 之 上 形 成 由 銅 製 成 的 上 閘 極 電 極 * 一 第 一 阻 障 膜 有 著 提 供 至 下 閘 極 電 棰 電 流 並 能 驅 動 通 道 部 份 9 以 及 形 成 覆 蓋 至 上 閘 極 電 極 的 下 表 面 9 以 及 阻 礙 銅 的 擴 散 * 並 具 有 傳 導 能 力 » 第 二 阻 障 膜 具 有 一 下 端 並 與 此 第 阻 障 膜 相 接 觸 9 而 且 形 成 以 覆 蓋 上 閛 極 電 極 側 表 面 及 阻 礙 銅 的 擴 散 9 第 二 阻 障 膜 具 有 一 端 部 份 與 第 二 阻 障 膜 相 接 觸 9 且 形 成 與 上 閘 極 電 搔 覆 蓋 的 上 表 面 » 而 且 能 阻 礙 銅 的 癀 散 * 及 在 砂 基 板 上 形 成 夾 在 下 閘 極 電 極 區 域 間 的 源 極 及 汲 極 0 圃 式 之 簡 早 說 明 第 1 圃 是 剖 面 圖 , 顯 示 根 據 本 發 明 第 _- 個 簡 式 說 明 的 場 效 電 晶 體 〇 第 2 A 2 B 9 2 C 9 2D 9 2 E r 2 F Τ 2 G 1 2H ί 2 1 t 2 J t 2 Κ 9 2 L > 2 Μ f 2 N > 2 0 t 2 P J 2Q及 2 E 圖 都 是 來 解 釋 依 照 本 發 明 第 一 實 施 例 製 造 場 效 電 晶 體 t£E «1 法 的 剖 面 圖 〇 第 3 A » 3B » 3 C 9 3D 9 3 E » \ Μ έ., 3 G > 3H » 3 1 9 3 J 1 3Κ 3 L i 3H 9 3N 30 r 3P 9 3Q 4 均 為 解 釋 依 照 本 發 明 i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43 91 0 2 A7 __B7_五、發明說明(4 ) 第二實施例製造場效電晶體的方法的剖面圆。 第 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F, 4G, 4H及 41圖都是另一 痼依照本發明,來製造場效電晶體的方法解釋之剖面圖。 第 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F, 5G, 5H, 51, 5J及 5K圖 都是用來解釋依照本發明所製造的場效電晶體的剖面圖。 較佳實施例之說明 第6圖是顯示傳統場效電晶體結構的剖面圖。 本發明之實施例將在以下所參考附圖作詳細説明。 第一實施例 本發明之第一實施例將首先被描述。 第1圖顯示依照第一實施例一場效電晶體的結構,於 第1實施例中的場效電晶體,首先,一多晶矽下閛搔電 棰103於矽基板101,經一閘狀絶緣膜102來形成。一鋦 製的上閘極電槿1(M於下閘極電極103上形成。一氮化钛 Pfl障膜(第一及第二胆障膜)1〇5形成來覆蓋下及倒表面 的上閘極電極104, —阻障膜(第三阻障膜)1Q6形成來覆 --^---·--------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 面 的10 G4及 1 5 極10 電膜 極障 間阻 上此 蓋以 種極 1 電 著極 有閘 04下 1此 極 ε Ι^ΒΓ 極 閘 上 此 構 結 狀 柱 圓 的 蓋 面 表 側 的 極. 電 極 閘 此 蓋 覆 以 成 形 4JF形 ο 7 1 ο 極ί 電 極 閘 上 及 極 電 棰 閛 的 體 晶 i ί^ΒΓ 此 成 壁 側 的 矽 化 氧 域 域 旨Ϊ自 有 質Η質 ο 雜 1 雜 雜材雜 摻基摻 徹矽量 1 此微 ,此 中在 之夾 01相 1成 板 δ 形 基 砂 ο 下11 之搔 07汲 1及 壁 9 倒10 在棰 08源 8 ο 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) 4 3 91 Ο 2 Α7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Β7_五、發明說明(5 ) 此閘極電極由撤量摻散雜質區108,源搔109,汲棰110 ,閘狀絶緣膜1 〇 2 ,下閘極電極1 0 3及上閘極電極1 D 4所 組成,來形成具LDD結構的場效電晶體,此LDD結構能抑 制單一通道效應。 如上所描述,此第一實施例中的場效電晶體,此閘極 電極具有多晶矽及錮的多層結構,因此閘極電阻能減少。 於第一實施例中,由於不僅上及下表面且侧表面的銅 閘極,被阻障膜所覆蓋,銅經氣化矽而擴散能被抑制。 緦括說來,由於銅的擴散的間題,也就是說,接面漏電 流及電晶體的開電流時的減少能解決。 一種上述所描述的製造方法的第一實施例場效電晶體 ,將於以下描述。 首先,如第2 A圖,一絶綠膜202為6nm厚,藉箸乾氧化 於矽基板101上形成,此絶緣膜202為一未來的閘搔絶緣 膜。其後,一多晶矽膜2 0 3具一約70nm厚度,藉著低壓化 學氣相澱積形成於絶緣膜之上。一氮化矽膜204具約lGOnm 厚度於多晶矽膜;藉箸低壓化學氣相澱積法形成。 如在第2B圖中,氮化矽膜204及多晶矽膜203被選擇性 地乾蝕刻,利用一光阻圖案2G5做為一光罩來作去除, 於是形成下閘極電極103以及一犧牲圖案204a。 於光阻圖案2G 5去除之後,利用犧牲圖案作選擇性離 子植入,以及以下閘掻電極103作為一光罩來形成撒量 摻雜雜質區LDD 1Q8,如第2C圖所示,在這锢例子,當 離子以2Qev加速能量以及約3X 的摻雜量來植 -7 - ------、---------裝------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 43 91 〇2 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(6 ) 入〇 如第2D_所示,一氧化矽膜2fl6於整痼表面上形成, 為達成此,氣化矽藉替低壓化學氣相澱積,並利用T E 0 S 作為一來源氣體以形成。 此氣化矽膜206藉箸反應式離子化蝕刻(RI〇來回蝕, 並具有垂直性異向蝕刻來形成側壁107於下閘搔電極103 的倒表面,以及犧牲圖案204a,如第3E圖所示。 再者,如第2F圖所示,利用此犧柱歷案2f)4a,離子作 選擇性植入,下閘極電極103,以及倒壁107作為形成源 極109及汲極110的光罩。在這値例子中,當離子以加速 能量為30ev以及3X 的摻雜量來植入。 硼磷矽玻璃藉著化學藉著化學氣柑澱積,利用〇3及 TE0S作來源氣體澱積,來形成一下内層絶緣膜209,且 具有約500ηπι的厚度,如第2G圖所示。 此下内層絶緣膜20藉著氣化物CMP(化學機械化研磨) 作平坦化,來暴露此犧牲圖案204 a的上表面,如第2Η圖 所示。 僅此犧牲圖案204a藉著以熱磷酸溼蝕刻,以形成環境 在倒壁107及下内層絶緣膜203於此下閛極電極103處一 溝渠21G,如第21画所示。當以熱磷酸作溼式蝕刻幾乎 對矽或氣化矽不蝕刻,僅對此以氮化矽作為犧牲鼸案 2 0 4 a能被選擇性移除。 在上述的第一實施例,此犧牲圖案204a的上表面,波 藉箸以CMP來移除下内層絶緣膜2G9而暴露,此犧牲圖案 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----.--------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 4391 02 _B7 五、發明說明(7 ) 204a的上表面可ΪΙ箸下述技術而暴露出。舉例來說,當這 樣一値硼矽玻璃的材料可藉由流來平坦化,此下内層絶 緣膜可藉著回流來平坦化,然後藉箸如乾蝕刻來移除, 不僅是硼矽玻璃,對硼磷矽玻璃(BPSG)亦能作為下内層 絶緣膜。 可選擇性地,一 S0G(旋塗性玻璃)材料可被用來作為 此下内層絶緣膜,此S0G材料被應用之後且被平坦化, 此平坦化外在可被如乾式蝕刻來作回蝕,以曝露此犧牲 圖案204 a的上表面。當利用CHP或一 SO G材料作為此下内 層絶緣膜平坦化的技術時,且回蝕此層亦將被使用,此 下内層絶緣膜不需一直由矽化玻璃所形成,且一氣化矽 或一般矽膜或者是由化學氣相澱積所形成氪化矽膜亦可 被使用。 如第2J圖所示,一氮化鉅膜澱積帶下内層絶線膜209 之上,包含了此下及倒表面的溝渠21(1,並藉箸澱積的 方式來形成一 TaN膜211,且具有約1Q奈米(nm)的厚度。 接著,銅沈積在TaN膜211上以形成一銅層212,並具有約 2 0ηηι的厚度。 此銅層212及TaN膜211被以金靥膜CMP移除而形成,在 在此溝渠210中,此上閛極電掻104由銅及具下及倒表面 ,並以此阻障膜105氮化鉅所覆蓋之表面所形成,如第2K 圖所示此下内層絶緣膜209的表面,及其它的上閘極電 極1 04都被暴露出。 如第2L圓所示,此約lQnm厚的阻障層106氪化矽在整 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) -------------- --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 43 91 02 五、發明說明() 個表面上形成,為逹成此,氮化矽以電漿式化學氣相式 澱積所澱積而成。 以上述的製程,一場效電晶體具一藉多晶矽的下閘極 電極1 Q 3所形成的下閘極電極,以及銅的上閘極電極1 0 4 所構成,而且由阻障層105及10 6所包圍箸而形成》 此阻障膜106並不需在此下内層絶综膜209上所形成, 如第1画所示,此阻障膜106可在僅一區域,此區域的 阻障膜1Q6覆蓋此上閘極電極104所形成。在此例中,當 此阻障膜106並不存在於此下内層絶緣膜2D9之上,此阻 障膜106可自如氮化鉅來形成,並具有如阻障膜105—樣 的傳導形式。 之後,一内層絶緣膜111具約50t)nin的厚度並在胆障膜 106,並由具硼及磷的氧化矽(BPSG)所形成,如第2M圖 所示,此薄膜藉著由氣氣及TE0S作為來源氣體的化學氣 相澱積法所形成。 如第2N圖所示,一接觸洞112及穿越洞113形成,這些 洞藉箸異向性乾式蝕刻,並利用一光罩,一光阻圖案藉 箸徹影術來形成。此源極1Q9在矽基材1(31上,曝露出此 接觸洞112的底表面,此上閘極電極104的上表面被曝露 至穿越洞113的底表面。 接著,如第20圖所示,一阻障膜114具有一雙層結構 的氮化鈦以及鈦,在此内層絶緣膜111上形成,包括此 接觸洞1 1 2的侧及底表面,以及穿越洞U 3,此阻障膜1 1 4 藉化學氣相澱積而形成,且此氮化鈦膜及钛膜各約50及 -1 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --;------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 439102 B7_ 五、發明說明(9 ) 1 0 nn0 〇 接著,如第2P圖所示,一 4Q0nm厚鍚膜115在此以低壓 化學氣相澱積法所形成的阻障膜1 1 4上形成^ 此鎢膜115藉著如乾式蝕刻來移除,如此接觸洞112及 穿越涧113將以鋳膜來填入,對於此製程,插塞112a及 113a將形成(第2Q圖),之後,一厚50QHB合金膜115a的 鋁銅合金含約1%銅藉著濺鍍來形成。除此之外,一 30na 厚阻障膜1 1 6為以濺鍍而成的氮化鈦。 當此合金膜115a及阻障膜11 4及11 5被圔案化,形成一 源極連線117及閘搔連線118,如第2 R圈所示。 以上逑製造方法,此上閘極電槿的銅於源棰及汲棰之 後形成,也就是說,此上閘極電極於以高溫活化退火形 成源極及汲棰後形成。於是,此上閘極電極利用鋦來形 成,並具一相對低的熔黏。 於此第1實施例,氮化鉅被用來形成阻障膜(第一及 第二阻障膜)1〇5,然而,此本發明並不受限制,一氪化 物(一難熔金屬化合物-金屬,矽及氮},如同氮化鈦, 氮化篛,氮化鉅、氣化鉬,砂化鈦的Μ化物,或砂化箨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 料 材 屬 金膜 一 障 或阻 , 的 物述 化上 氮如 的 第 钦 或 鉅 如 膜 障 阻三 第 至 及 〇 氧 用非 利含 HI 被種 可一 鏡’ 芻 自 〇 極制 電抑 棰來 閑料 上材 此的 當化 .氧 用非 使含 被一 可用 料被 材可 的化 用氧 作的 散銅 擴 , 銅成 礙形 阻而 膜 障 阻1 第 此閘 於下 位此 並供 -提 丨能 需 僅 膜 障 阻 膜此 障。 阻上 為之 做面 來表 用下 被的 可極 矽電 化棰 氮間 上 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43 91 02 A7 ___B7_ 五、發明說明(Μ) 極電極足夠的電流,並能驅動在通道的部份的傳導性。 由於這樣的理由,至今一氤化矽膜能被用來具一定厚度 ,且足以使得在通道中電流的流動。在這種例子下,此 阻障膜可藉著由此下閘棰電極氮化其表面而形成,形成 厚度約2 n m。 此阻障膜(第二阻障膜),銅及阻障膜(第一阻障膜)之 上閘極電極的倒表面上形成,並在此上閘極電極及下閘 極電極之間,可能為一具二至更多層的多層膜。在一固 態材料的擴散上,此擴散物種很容易會在介面上或晶界 上(當此膜為多晶矽時)沈澱。當此阻障膜以一多層膜所 形成時,一少量的銅將擴散於膜間的介面上,並能被捕 獲,且此種擴散物種的擴散能被有效地被胆止。此多層 膜由難熔性金屬或其組成物較佳化形成。舉例來說,一 由鉅(Ta)及氮化鉅(Ta(〇的組成膜可被應用,像銅這樣 一種金屬很難能擴散出一具熱安定性的金屬氮化物。當 以一個難熔性金屬氮化膜作為一阻障膜時,點缺陷的 數目變少了,而且銅由此點缺陷來擴散亦能被抑制。 當以一難熔性金屬矽化物在與矽的下電極接觸,並具 一多層結構的第一阻障膜的一部份形成時,此場效電晶 體的操作性能可被有效地改善,這是由於任一 Schottky 阻障被抑制,以及在矽與矽化物間的介面上電阻的降低 的因素。當具一含難熔性金屬形成的阻障膜,在與銅的 接觸上,與銅及第一阻障膜間的附箸性能有效地被改善。 為形成一難熔金屬化合物,矽及氮在與矽的下電極, ~12~ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------;-------*裝--------訂·--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43 91 〇2 A7 _B7_ 11 五、發明說明() 並為具多重結構的第一阻障膜,能有效地改善元件製造 上的良率,也就是因為此化合物與矽有良好的附箸性, 例如此化合物可由氮化鎢膜以化學氣相澱積法(c V D ), 反應性準直濺鍍,或在約500 °C退火膜所形成。由於此 化合物藉由矽與難熔性金屬間的反應所形成,因此與矽 的附著性可被改善。 第二實施列 本發明之第二實施列將在以下描述。 第二實施列的場效電晶體製造方法將首先描述。 如第3A圖所示,具有厚度約6nm的閘極絶緣膜602,在 矽基板6(31以乾蝕氣化形成,一具厚度約5(]nB及以η型 式雜質所摻雜的多晶矽膜7D3形成在此以低KCVD所形成 之閛極絶緣膜6卩2之上β —具厚度約ΙΟηΐΒ的氧化矽膜704藉CVD在此多晶矽膜上 形成,一具厚度約100至3G0nia的多晶矽膜705形成在以 CVD所成長的氧化矽膜704之上。 如第3 B圖所示,此多晶矽膜7 Q 5 ,氧化矽膜7 0 4及多晶 矽膜703都可藉一光阻圖案7G6作為光罩作乾式蝕刻來選 擇性去除,並形成一下閘槿電極603,蝕刻阻絶層7D4a 及犧牲圖案7G 5a。 在光阻圖案70 6去除之後,利用犧牲画案705&作為離子 選擇性植入,且以下閘極電極6β3作為光罩形成一微量摻 雜雜質區域(LDD)608,如第3C圖所示,在這樣的例子中, 此離子以加速能量2 ϋ e v及約1 X 1 0 13 c nr2摻雜量作植入e -1 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^^1 n ^^1 - ^^1 *n - - I ^^1 ^^1 ^^1 . * ^^1 ^^1 ^^1 ^^1 i I ^^1 In ^^1 ^^1 ^^1 t (請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 91 Ο 2 . Α7 _Β7_ 五、發明說明(12) 如第3D圖所示,一氣化矽膜707在整値表面形成,為 達成此,藉低壓CVD並以TEOS作為來源氣體來澱積氣化 氣化矽膜7Q7藉離子性蝕刻(RIE)來作回蝕,並具有垂 直性具向性的蝕刻來形成下閘極電極6 0 3的侧表面之侧 壁607,以及犧牲圓案705a,如第3Ε圖所示。此側壁607 可由氮化矽所形成,此氮化矽膜的形成有如氧化矽膜。 接下來,利用犧牲圖案705 a作為選擇性離子植入,並 且以側壁6 0 7作一光罩來形成一源極6 0 9以及汲極6 1 0。在 這樣的例子中,離子以加速能量3 Q e v及約2 X 1 0 15 c nr2 的摻雜星作植入,此摻雜雜質區域藉離子於一氮的氣氛 下,8 0 0°C 1 0分鐘,及1 0 0 G °C 1 0秒下加熱,並能減少 缺陷及活化雜質。 硼磷矽玻璃MCVD,利用臭氧及TE0S作為來源氣體來 澱積,此BPSG被加熱及回流來形成一低層間絶緣膜709, 並具約4QD至600nm的厚度,如第3G画所示。 此下層間絶縳膜709藉氣化膜CMP(化學機械式抛光)來 磨成一定的厚度,並露出此犧牲圖案7(]5a的上表面,如 第3 Η圖所示。 僅有此犧牲圖案7Q5a被一具對氧化膜有高選擇比的反 應性離子化蝕刻,作選擇性移除,來形成被側壁6 0 7及 下層間絶緣膜7 0 9所包圍位於下閘極電極6 0 3上的溝渠7 1 0 ,如第3 I圖所示。 如第3J_所示,此蝕刻阻絶層a藉具對氧化矽有高 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I I.---.----- - -裂-----ΪΙ— 訂------- —線! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . Α7 Β7 43 91 Ο 2 五、發明說明() 選擇比的蝕刻來移除,並露出下閘極電極6Q3的上表面 到此溝渠710的下表面。 接下來,如第3K圖所示,一氮化钽膜澱積在下層間绝 緣膜709之上,含溝渠的下及側表面,藉箸濺鍍形^一 具厚度約ΙΟηΒ的TaN膜71U如第3L圖所示,銅澱積在TaN 膜711之上,且此澱積銅利用加熱及回流來形成一 Cu層 712,並具有一平坦表面及厚度約100至5D0nnu 在氧化钽(TaN)膜711的位置,一薄氮化鈦膜,Ta,氮 化鋳或鈦鎢均可被利用。Cu層712可由電鍍或CVD所形成。 接下來,此Cu層712及TaN膜711藉如金屬CMP來移除, 並形成一鋦的上閘極電極604,其下及側表面均以TaN的 胆障膜605所覆蓋,如第3H圖所示,此下層間絶緣膜703 表面,其它的上閘極電極均被露出。在TaN膜711的位置 ,一難熔金展的多層結構及難熔性金屬氮化物,如TaN / Ta或 Ta/TaN/Ta可形成。 當對準濺鍍被用來形成此多層膜時,任一種層電阻上 的增加能被抑制,甚至當閘極電極的層電阻及溝渠寬度 都降低,依照對準濺鍍,被濺鍍粒子藉由電漿自靶材而 潑射,濺射粒子使得膜的形成,並直接經過一對準器, 以近乎垂直入射至基板之上。由於這値理由,此膜在溝 渠的倒表面上移成,並比底表面來得薄些。當此阻障膜 材料的電咀值高於銅時,且在倒表面的膜厚,電阻的增 加率隨著膜厚而呈正比,當此溝渠寬度變小時,此層的 電咀便增加。於是,在此溝渠倒壁的膜形成時,最好是 -1 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ----—1-----J ---I丨1_—訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43 9102 A7 _B7_ 14五、發明說明() 利用對準濺鍍來形成此薄膜。 為達成上述同樣的效應,亦能利用離子性濺鍍來達成 ,在此離子性濺鍍中,藉由施加至基板的偏壓電壓,並 使得近乎90度入射於基板,如此造成被離子化粒子澱積 ,在藉著施加在基板上的偏壓下,形成一膜。利用這樣 的方法,在溝渠中側壁膜的形成即可長成薄膜。 如第3N圖所示,一 10到lQQnm厚的氣化鈦或氮化矽阻 障膜6Q6在整個表面上形成,此阻障膜的形成可藉反應 性濺鍍達成。 利用上述的製程,具一閘極結構的場效電晶體,以多 晶矽為下閘極電極6 0 3及以銅為上閘極電極,且藉著阻 障膜65及6Q6所包圍箸即可形成。 此阻障膜6 0 6不需在下層間絶緣膜7 0 9上所形成,此阻 障膜606僅在一區域形成,在此區域阻障膜6Q6覆蓋在上 閘極電極6Q4之上,在這樣的例子,當此阻障膜606不存 在於下層間絶緣膜7 0 9 ,此阻障膜6 0 6可由,如氮化鉋, 這樣的阻障膜6 0 5所形成。其後,一層間絶緣膜7 1 3 ,具 有厚度約1QQ至500奈米(nm)以含砸及磷的氣化矽(BPSG) 於是形成,如第30圖,此膜乃由CVD,利用氧氣四乙基 矽烷(TE0S)作來源氣體來形成。 如第3P圖所示,接觸洞612及613形成,這些洞藉由一 光章,一光阻圖案的形成以已知的曝光顯影下,用異向 性乾式蝕刻來形成。在矽基板601上的源極6Q9將露出接 觸洞612的底表面;在矽基板601上的汲極610亦將露出 -1 6 - -------------- 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 43 9102 A7 B7 五、發明說明 15() 面 表 底 的 3 6 同 •VI 觸 接 示 所 圖 Q 3 第 如 來 下 接 線 遵 極 汲 及 6 1A 6 線 -nwl- 達 極 源 極 1 1 6 霄 洞極 觸閘 接此 些當 這 , 由列 經施 ,實鋁二 用第 可在 如 及 具 的 蘇 -及 矽 〇晶 成多 形層 而多 面 表 下 及 上 的 份 部 〇 銅 阻極 gml POT 的是 極只 電不 極 , 閛列 低施 降實 可二 ,第 時此 構在 結 矽問 化的 氣成 此造 由所 經散 銅擴 ,銅 蓋於 覆由 所 , 膜說 障來 阻歸 一 總 以。 均制 面抑 表被 側能 有散 還擴 且的 而膜 能 體 晶 B tpor 於 低 降 電 流 開 在 及 流 電 漏 合 接 說 是 就 0 也決 ,解 題被 形 極源 汲對 及在 極是 源極 在電 是極 極閘 電上 極此 , 上説 的是 銅就 ,也 列 〇 施的 實成 二形 第才 此後 在之 成 極 閘 上 此 是 於 。 。成 成形 形來 才銅 後的 化點 活熔 火低 退對 熱相 溫有 高具 作用 極利 汲可 及極 極電 矽用 化被 氮能 如壁 , 側 料此 材 , 種力 1 能 用的 利散 當擴 ,銅 成礙 形阻 來有 矽具 化其 0 , 由壁 可側 壁成 側形 可 電 極 閘 上 述 上 作 用 排 安 \/ 膜 障 阻二 第 /JV 膜 障 阻 為 作 來 。子 面例 表値 側這 的在 極 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 地 別 特 更 , QU 成20 形膜 別緣 分 面 表 側 極 電 極 閘 上 在 要 需 不 膜 障 阻 渠 溝 此 含 絶 , 間示 層所 下圖 此2J 於第 膜如 鉅 , 化面 氮表 一 侧 積及 澱底 代的 取10 3 氮 約的 成薄 形f 以2n 化約 氮一 作經 份流 部流 上電 的道 3 ί ο 通 處 壊 有 没 通 導 的 極运 一 1 ®當· 電 極 極i閘 ^ ^ ± 下to於 0 對 ®度’ ® 厚8# 阻 膜 1mr矽 第2n化 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43 9102 A7 _B7_ 16 五、發明說明() 取代對下電極103上面部份的氮化反應,一具有另一 種導電型式且能阻礙銅擴散的材料,可在下電極103上 形成。 當此上閘極電極1 EM在第一阻障膜上形成時,此上閘 極電極1D4的上及側表面被氮化矽所覆蓋,如此能阻礙 銅的擴散。這樣的製程由第2L圖表示,依照本發明此場 效電晶體能産生。 當此側壁利用一如氪化矽的材料所製成,蝕刻這樣一 種材料於已定的蝕刻狀況比氣化矽來得困難,此連線能 容易地被連結至上電極。對於此理由如下,一在上電極 上之層間絶緣膜中所形成的接觸洞,及一連線經此接觸 洞連結至此上電極。當形成此接觸洞時,氮化矽很難以 對氣化矽膜的層間絶緣膜的蝕刻來蝕刻,基於這樣的理 由,甚至當此接觸洞形成位置稍撤有偏移,此倒壁仍是 難不被蝕開。 對於上逑的方法,在下的層利用光阻画案7G6做為一 光罩的製作,如第3B圖所示,然後,本發明被限制於此 ,對在下的層可利用氣化矽作為硬式光罩來達成,當一 硬式光罩被使用時,一難熔金屬矽化物在源極及汲極區 域能被選擇性的形成。 首先,如第4A圖所示,一閘狀絶緣膜6 0 2具厚度約6πηι 形成在矽基板60 1之上t 一多晶矽膜7 0 3具厚度約50 nn且 以η型式作摻雜雜質形成於以低壓CVD所形成的閘狀絶 緣膜602之上。一具厚度約10n m的氧化矽膜704形成於以 -1 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x 297公釐) --------------' --- -----訂·--- (請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) 43 9102 A7 B7 17 五、發明說明() CVD所形成的多晶矽膜7Q3之上,一具厚度约100至300 nm 的多晶矽膜形成於以CVD所形成的氣化矽膜704之上。除 此之外,還有一在多晶矽膜705上所形成的氣化矽膜1001 ,一氮化矽膜也可形成。 ' 此多晶矽膜7 〇 5 ,氧化矽膜7 04 ,多晶矽膜7 0 3及氧化 矽膜1 0 0 1可藉以光阻圖案7 0 6作一光罩來作乾式蝕刻以 選擇性移除,並形成一下閘極電極603,蝕刻阻絶線層 704a及犧牲圖案705a以及一硬式光罩1001a,如第4Β圖 所示。 在光阻圖案706被移除之後,利用硬式光罩lOGla作選 擇性離子植入,犧牲圖案7G5a以及下閘極電極6Q3作為 一遮罩來形成一微量摻雜雜質區(L D D ) 6 0 8 ,如第4 C圖所 示,此LDD 6〇8藉離子於加速能量為2067且摻雜量為 IX〗0 13 cm-2下作植入。 為面 作表 OS値 TE整 以於 ^ ο 7 D,膜 V 7, C 砂 壓化 低氣 藉 一 矽成 化形 氣並 示積 所澱 圖以 4D體 第氣 如源 來 -------------Μ--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 回圖 Γ - .1-1 性牲 向犧 異及 直07 i 6 £側 E £ Ϊ 一^ (R形 刻面 蝕表 子側 離的 3 式 ο 6 應極 反電 0 7ί極 ο ea 7 Mft 膜下 矽在 化以 氧 -此蝕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 案 地 時 同 ο 示 所 圖 E 4 第 如 的 2 ο 6 膜 緣 絶 狀H— 似 類 成 形 可 膜 矽 化 氮 ο 6 此 壁 , 側成 及形 3 K ο 3 6矽 S /1 電氮 極 aK -__ 可 下7 為 6 不壁 , 0 域此 區 。 除 移 被 而 蓋 覆 所 案 圖 牲 犧 用 利 子 it 親 ο » 膜來 矽下 化接 氧 極 電 極 閘 下 6 成 壁形 倒 以 i W 1 及 捶 源 入加 植以 子子 離離 性此 擇丨 選子 作例 罩値 光這 一 在 為 , 作10 a6 01極 10汲 罩及 光09 式 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 4391 〇2 B7_ 18 五、發明說明() (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 速能量3Qev且摻雜量約2xl〇i5cir2作植入。此雜質摻 雜區域藉離子植入後,以退火於一氮氣氣氛,溫度80(TC 下1 Q分鐘及1 Q 0 Q °C下1 G秒以減少缺陷並活化雜質。 當此硬式光罩1QG1 a被使用畤,在矽的犧牲圖案7 0 5 a上 無矽化物的形成,且在源極及汲極區以自我對準的方式 ,一矽化物於是能形成,如第4F圖所示,一 10到2Gn a厚 的鈷膜藉著如濺鍍方式在整値表面上肜成,並形成為一 難熔性金靥膜1002,利用RTA(快速熱退火)作組合物的 退火以形成下面的矽層(矽基板6Q1)與難熔金屬膜1002 相互反應,於是在源極609及汲極之上選擇性地形成一 矽化物103,如第11G圖所示。此矽化物於溫度65Q至 750°C下最佳化形成,退火的氛圍最佳是氮氣,氬氣或 其它類似的氣氛下。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 在此矽化物形成之後,其下的矽及未反應的鈷以鉻酸 過氣化氫及水所混成的溶液作溼式蝕刻,如第4H圖所示 ,當退火氣氛是在氮氣中進行時,將形成氮化鈷,此氮 化鈷也可利用氫氮酸,過氣化氫及水所形成的溶液中, 以溼式蝕刻作選擇性的移除。之後,此結構在75Q°C至 850 °C以RTA再次減少此矽化物的阻值作退火。當此難熔 性金屬,不是鈷而是鈦(1 〇至3 fl π hi )也可被使用,當鈦被 利用時,利用一氨,過氧化氫及水作混合溶液以溼式蝕 刻時,過量的鈦或氪化鈦於矽化週程中進行移除。
當此矽化物選擇性地在源極及汲搔區域形成時,一下 層間絶緣膜709具約4G0至60Qnm的厚度被形成,如第3G -2 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^3 31 〇2 A7 _ B7 19五、發明說明() 後光 其抛 ,式 示械01 所機10 圔學罩 漠 iff 緣 絶 間 層 下 此 化光 Μ式 Η 匿 C 硬 c 物此面 化-表 氣時上 用同的 J a 利 * 5 9 , ο ο 度 7 ί厚案 的圖 定牲 一 犧 至出 除露 移而 來除 丨移 被 亦 ,源 構於 -. 3 結 ο - ο 示 1 所物 圖化 Q IF 3 砂 第此 如當 程示 製所 同圖 _ I I 相 4 的第 圖如 Q 3 T 3 到 ο Η ο 3 1 第物 如化 用矽 利上 加 時 成 形 性 擇 選 作 上 低 降 被 可 阻 電 觸 接 61的 極上 汲17 6 及冑 05 線 60連 極極 汲 及 6 1 6 線 連 極 源 第 1 到壁 用側 應之 被示 可所 成圖 E 形 ? 的第 物如 化 當 矽 , 此上 ΔΗα 晶 電 效 場 中 列 施 實 膜 緣 絶 極 閘 時 成 形 移 被 上 1 ο 板 基 矽 出 露 曝 所 極 汲 及 棰 源 箸 隨 伴 地 時 同 極等 源鈦 ,或 示鈷 所如 圖 , nur 2 膜 第屬 如金 ,點 後熔 之高 〇 一 除當 成 形 將 ο IX IL 極 汲 及 9 ο 成 形 上 面 表 傾 整 在 將 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 地中 性列 擇施 選實 可一 上第 極這 汲在 及 C 極示 源所 在圖 6 Η 立 4 ,到 成 當 成 形,形 物案 化圖 矽牲 了犧 當 壁圔 _ 牲 的犧 或 面能 所表確 矽壁物 化側化 氧當矽 由,, 及成時 以形應 ,所反 時上屬 成其金 形於點 所物熔 矽化高 化矽與 在 地 易 容 04時 4 0 第由 1 如 無 難極 均汲 面及 表極 案源 裝·-------訂·--------線' 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 為 作 來 用 被 壁 側 述 上 如 法 C 方述 造描 製來 的列 。體下 成晶在 形電將 地效膜 性場障 擇一阻 選對二 處 第 示 所 圖6n 5 約 第一 如成 形 膜 綠 絶 度 厚 的 中 列 施CV 實壓 此低 於用 。利 膜 , 成 形 來 板 基 矽 於 化 氣 乾 ϊ ο 用 2 利膜 2 ο 緣 絶 此 為 上緣 01絶 t極 源 的 來 將 2±法 20方 膜的 緣鍍 絶濺 於著 後藉 之 - 2 ο 度 2厚 膜Bf 砂on 晶f 多 在 約 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 43sr 〇2 ^ A7 _B7_五、發明說明(2(1) 在多晶矽膜203上形成一氮化钽膜,且TaN膜1201形成厚 度約IGnnu氪化矽膜204於TaN膜1201上利用低壓CVD形 約箸 一 接 成 膜 的 厚 膜 矽 化 0 示 所 圖 B 5 第 如 膜 多 及 除 移 ο } 2 膜性 矽擇 晶選 用 利 均 案 圖 阻 光 成 形 來 罩 1 光極 作電 05極 ΓΝ.1 _ 下 作 刻 蝕 式 乾 以 案 圖 牲 犧 及 膜 障 阻 一 第 /1» 膜 障 阻 1 及 $ 榑 結 治 明 三 的 第罩 如遮 ,作 後03 之1 除 移 被 1 區 極質 電雜 極雜 閘摻 ΖΟ下量 案以微 圖及一 阻4a成 光20形 在案來 圔 , -性 示擇 所選 圔作 βΛ. 樣 這 在
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4 3 910 2 A7 _ _B7五、發明說明(2S 案 圖 牲 20犧 膜出 線露 絶並 間’ 層化 下坦 平 物 b 氧 用 利 磨 研 式 域 ,.¾¾ 機 學 化 面 表 上 的 Ϊ 示 丨所 圖 Η 5 第 如 作 所 t 9 下20 刻膜 蝕緣 比絶 擇間 選層 同下 不及 箸7a 有10 0壁 化侧 氣由 對成 於形 4a來 ο 2 , 案除 圖移 牲性 犧擇 選 膜 障 阻 以 有 具 並,; 3 所 10圖 極51 電第 極如 oft , 下面 於表 10上 1122 的覆 二 圍01 3 2 a 間 層 下 在 積 殺21 被渠 銅溝 ,了 示含 所包 圖 , J -5 上 第丨 膜 緣 絶 膜 障 阻 部 底 的 約 具 成 鍍 濺0 銅 說 來 例 舉 示 所 圖 Q 2 到 K 2 第 如 程 製 的 樣 20同 1 2 , 層後 銅其 的 層體 晶 電 效 場1 成 完 以 除 移 來 P Μ C 膜 屬 金 的 諝 所 用 利 2 壁 側 其 於 並 示 所 圖 R 5 第 如 膜 障 阻 二 第 為 作 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 成 形 膜 障 胆 與 膜第 矽 化 氣 為 作 以 膜 矽 晶 多 成 形 在 後 之 膜 障 阻 案 圖 牲 犧 及 刻 的 間 絶 阻 刻 蝕 此 於 。 對除 。移 成性 形擇 將選 膜易 矽容 化較 氧被 的可 薄5a 一70 ,案 前 圖 之牲 層犧 緣 , 阻層 刻組 蝕所 此酸 氟 由 能 層 绝 阻 0 式 溼 的 成 氫 , 由中 的子 謂例 所屆 由這 藉在 f 〇 壁除 倒移 或性 -擇 膜選 障作 阻刻 裝.----- -丨訂·------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 法 方 的 述 20描 膜所 緣面 絶上 間於 層對 下 量 些 某 至 刻 蝕 被 亦 度 寬 的 •i」ly 榡 同 極 電 極 閘 將 中 列 施 實i 第 於 度 下 與 至 成 形 被 可 極 電 極 閘 上 寬也 的阻 極電 電的 極極 閘電 上極 -閘 因上 0 且 個 , 這些 於大 基得 ,變 明 發 本 照 依 0 述 低上 降如 將 經 了 含 包 成 組 其 體 晶 電 效 場 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4391 〇2 A7 B7_ 2 2 五、發明說明() 一閘極絶緣膜於一矽基板上由矽所形成的下閘極電極, 一於下閘極電極之上,由銅所形成的上閘極電極,一具 導電性,並能提供下閘極電極足以驅動通道電流的第一 阻絶膜,且覆蓋於上閘極電極的下表面及能阻絶銅的擴 散,一第二阻絶膜具有一低的末端與第一阻絶膜相接觸 ,並且形成被覆至上閘極電極的側表面,並能阻絶銅的 擴散,一第三阻絶膜具與第二阻絶膜相接觸的末端,並 形成在上閘極電極的上表面被覆,以阻絶銅的擴散,並 且在矽基板上形成源極及汲極,於下閘極電極下形成三 明治區域。 上閘極電極經由第一到第三阻絶膜來和場效電晶體殘 留部份相接觸,也就是說,銅經由上閘極電極擴散至任 —方向可被抑制《像本發明這樣優異的效應之下,銅可 作為在不降低電晶體的特性下,場效電晶體的閘極電極。 依照本發明,製造一場效電晶體的方法包含了至少幾 値步驟,於一矽基板上形成一閘極絶線膜,在閘極絶緣 膜上形成一矽的下閛極電極,在下閛極電極上形成一犧 牲圔案,利用下閘極電極及犧牲圔案作遮罩下,在矽基 板上以雜質植入至一定區域以形成源極及汲極,在矽基 板上,形成以氣化矽作為第一層間絶縳膜,而用來被覆 下閘極電極以及犧牲画案,移除此第一層間絶緣膜以露 出犧牲圔案的上表面,選擇性僅移除犧牲圖案以露出下 閘棰電極上表面,並於下閘極電極上的第一層間絶緣膜 形成一溝渠,形成具導電性並能阻絶銅擴散的第一及第 -2 4 - 本紙張尺度適用令國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---I------------t ---訂-- ----- - - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 43 3] 〇2 A7 _B7_ 五、發明說明(25 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 二阻絶膜,並被覆在下閘極電極的上表面及溝渠的側表 面,經由如上閘極電極的側及底表面,第一及第二阻絶 膜的溝渠中形成銅的上閘極電極,並被被覆以第一及第 二阻絶膜,且形成一第三阻絶膜以阻絶銅的擴散/並能 被覆一裸露上閘極電極的上表面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依照本發明,製造一場效電晶體的方法,至少有幾個 步驟,在一矽基板形成一閘極絶緣膜,在閛極绝緣膜上 形成矽的下閘極電極,在下閘極電極上形成一蝕刻阻絶 層,.在蝕刻阻絶層上形成一犧牲圖案,利用下閘搔電極 及犧牲圖案作為一遮罩,在矽基板植入雜質至一定區域 中,以形成源極及汲極,在矽基板上形成一第一層間絶 緣膜,以致於被覆下閘掻電極及犧牲圖案,選擇性移除 第一層間絶緣膜以露出犧牲圓案的上表面,及在下閘極 電極上形成一溝渠,選擇性地移除犧牲圖案以露出蝕刻 阻絶層的上表面,移除此蝕刻阻絶層以露出下閘極電極 上表面,形成具導電性,並對銅擴散有阻礙的第一及第 二阻障瞑,且被覆下閘極電極的上表面及溝渠側表面, 經由第一及第二阻障膜,並在溝渠中形成銅的上閘極電 極,如此上閛極電極的底及倒表面均被覆以第一及第二 阻障膜,且形成第三阻障膜以阻絶銅的擴散,如此被覆 —上閛掻電極上裸露表面。 利用上逑製迪方法,上閘極電極形成與場效電晶體殘 留部份相接觸,並經由第一至第三阻障膜,也就是說, 銅擴散由上閘極電棰至任一方向可被阻絶,像本發明這 -2 5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 3 31〇2 A7 _B7_ 五、發明說明(25 樣優異的效應,可用銅作為在不降低電晶體特性下,閘 棰的材料。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 除此之外,銅的上閘極電極乃形成在源極和汲極之後 ,也就是説,上閘極電極乃形成在高溫退火以活化源極 及汲極形成之後,由於這樣的結果,上閘極可利用具相 對低熔點的銅來形成。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 依照本發明,場效電晶體製造方法至少包含了幾個步 驟,在一矽基板上閛極絶緣膜的形成,在閘極絶緣膜矽 的下閘極電極的形成,在下閘極電極上犧牲圏案的形成。 利用下閘搔電極矽基板以雜質植入至一定區域,且以犧 牲圖案作為遮罩來形成源掻和汲極。形成一用來阻絶銅 的擴散於下閘極電極側表面及犧牲圖案的一種絶緣性材 料的側壁。在矽基板上的氣化矽形成第一層間絶緣膜, 以致於用來被覆下閘極電極及犧牲圖案,移除此第一層 間絶緣膜以露出犧牲圖案的上表面,在下閘極電極以選 擇性地移除犧牲_案以形成一溝渠。形成具導電性,並 能阻絶銅擴散的第一阻障膜,且被覆下閘極電極的上表 面,使得第一阻障膜的兩端與側壁相接觸。經由第一阻 障膜於溝渠中形成銅的上閘極電極,於是此上閘極電極 的底表面被被覆以此第一阻障膜,而且上閘極電極的兩 側表面均被一由側壁所形成的第二阻障膜所被覆,形成 一第三阻障膜以阻絶銅的擴散,並且被覆在上閛極電極 的上表面β 依照本發明,場效電晶體製造的方法其包含了至少幾 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 43 91 02 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 , 2 5 五、發明說明() 個步驟:於矽基板上形成一閛極絶緣膜,在閘極絶緣膜 上形成矽的下閘極電極;在下閛極電極上形成一蝕刻阻 絶層;在蝕刻阻絶層上形成犧牲圖案;利用下閘極電極 的矽基板,摻雜雜質至一定區域内,且以犧牲圖案'作遮 罩來形成源極及汲極;形成一絶縴材料的側壁以作為銅 在下閘極電極的兩剷表面擴散的阻礙,此蝕刻胆絶層及 犧牲圖案,形成了在矽基板上氣化矽以形成第一層間絶 緣膜,並以被覆下閘極電極,此蝕刻阻絶層,以及犧牲 圖案,移除了第一層間絶緣膜以露出犧牲圖案的上表面 ;選擇性地移除犧牲圖案以露出蝕刻阻絶層的上表面, 移除蝕刻阻絶層以於下閘極電極上形成一溝渠,形成具 導電性並能阻絶銅擴散的第一阻障膜,以致於被覆與下 閘極電極相接觸,並且使得第一阻障膜的兩端與倒壁相 接觸;經第一阻障膜於溝渠形成銅的上閘極電搔,因此 上閘極電極的底表面被被覆以第一阻障膜,且上閘極電 掻的兩側表面被被覆以一由側壁所形成的第二阻障膜, 同時形成一第三阻障膜以阻絶銅的擴散,於是被覆一曝 露上閛極電極的上表面。 依照本發明,對一場效電晶體製造的方法其包含了至 少幾値步驟:在矽基板上一閘極絶緣膜的形成;在閘極 絶緣膜上矽的下閘極電極形成;在下閘極電極上蝕刻阻 絶層的形成,在蝕刻阻絶層上形成一犧牲圔案;利用下 閘極電搔的矽基板來摻雜雜質至一定區域中,而且以犧 牲圖案作一遮罩來形成源極和汲極;在下閘極電極的兩 -2 7 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----til! --------訂-I 丨! ----線 I (請先閱讀背面之汶意事項再填寫本頁) A7 ^ 3 9t 〇2 B7 五、發明說明(2 6) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 但IJ表面形成阻絶錮擴散的絶緣材料作為刨壁。此蝕刻阻 絶雇,及犧牲圖案;於矽基板上形成第一層間為氣化砂 的絶緣膜,如此被覆下閘極電極,蝕刻阻絶層,以及犧 牲圖案;選擇性地移除第一層間絶緣膜以露出犧牲圖案 的上表面,且在下閘極電極上形成一溝渠,選擇性地移 除犧牲圖案以露出蝕刻阻絶層的上表面,移除蝕刻阻絶 層,形成一具導電性並能阻絶銅擴散的第一阻障膜,而 被覆與下閘掻電極的上表面相接觸,並且使得第一阻障 膜的兩端與側壁相接觸;經第一阻障膜在溝渠中形成一 銅的上閘極電極,如此上閘極電極的底表面被被覆以第 一阻障膜,同時,上閘極電極的兩側表面被覆以由側壁 所形成的笫二阻障膜,並且形成一第三阻障膜來阻絶銅 的擴散,而使得被覆在上閘極電極的上表面。 基於上述製造方法,上閘極電極形成與殘留部份場效 電晶體相接觸,並經由第一至第三阻障膜,也就是說, 銅由上閘極電極的擴散至任何方向可被阻絶。像本發 明這樣優異的效應,可以銅作為在不降低電晶體特性下 ,被用來作為閘極的材料。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除此之外,由於側壁亦可作為第二胆障膜,製程能被 簡化。 再者,銅的上閘極電極形成乃於源極及汲極形成之後 ,也就是說,上閘極電極乃於高溫退火以活化形成源極 及汲極後形成,由於這樣的結果,上閘極電極可用一相 對低熔點的銅來形成。 "28 — 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^3 91 〇2 . 五、發明說明(2 7) 符號之 m 明 10 1. * - 矽 基 板 10 2. 閘 狀 絶 緣 膜 10 3. 下 閛 極 電 極 10 4. 上 閘 極 電 極 10 5, 阻 障 膜 10 6. 阻 障 膜 10 7. 氣 化 矽 10 7a - 側 壁 108 . 微 摻 雜 區 10 9, 源 極 110- 汲 極 111. 絶 緣 膜 112. * - 接 觸 洞 112a •- 插 塞 1 1 3 . • 穿 越 洞 113a -- 插 塞 1 1 4 . 阻 障 膜 1 1 5 . m 膜 115a * 鋁 銅 合 金 1 1 6 . 氮 化 鈦 117 . * · 源 極 電 極 連 線 1 1 8 . 閘 極 電 極 連 線 2 0 2 . 絶 緣 膜 -29- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 43 9ί 〇2 -2 8 五、發明說明() Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 0 3 .. .,.0 晶 矽 膜 2 0 4 .. …気 化 砂 膜 2 0 4 a. ...m 牲 圈 案 2 0 5.. 阻 圖 案 2 0 6.. ...m 化 矽 膜 2 0 6 a. * * 化 砂 膜 2 0 9… …T 層 間 絶 線膜 2 1 0… …m 渠 2 11.. …m 化 m 膜 2 12.. ...m 層 6 0 1… …s 板 6 0 2… ...m 狀 絶 緣 膜 6 0 2 a. ---Μ 狀 絶 緣 膜 6 0 3 .. …τ 閘 極 電 極 6 0 4… …± 閘 極 電 極 6 0 5.. …Ρ且 膝 障 膜 6 0 6… …1¾ 障 膜 6 0 7… …但!1 壁 6 0 8.. m 雜 區 609… ...m 極 6 10.. …ί及 極 6 12.. 觸 涧 6 13,. …接 觸 洞 6 1 6… 極 連 線 6 17.. …汲 極 連 線 -30- ------.------- 裝—---訂-----i !線(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 43 9102 A7 _B7 2 9 五、發明說明() 703... ..多 晶 矽 膜 7 G 4… .氣 化 矽 膜 7 0 4 a.. .•阻 絶 層 705... •多 晶 矽 膜 7 0 5 a … ..犧 牲 圖 案 7 0 6… .光 阻 圖 案 707... ..氧 化 矽 膜 709... .層 間 絶 緣 膜 7 1 0… .溝 渠 711... .•氮 化 鉅 膜 712... .銅 層 7 1 3… .層 間 絶 緣 膜 1001.. • •氣 化 矽 膜 1001a. • •硬 式 光 罩 ί 0 0 2 .. 難 熔 金 屬 膜 1 0 0 3.. • •矽 化 物 1201,. 化 m 膜 1201a. .阻 障 膜 140 1 .. ..基 板 1 4 0 2 .. •.閘 極 绝 m 膜 1 4 0 3 *. •.下 閘 極 電 極 1404.. •.阻 障 膜 1405.. ..銅 上 閛 極 1 4 0 6 *. ..阻 障 膜 -31- -------------* — 丨 I ----訂·--I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 4 3 9102 A7 心 ,30 五、發明說明() 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 14 0 7… .側 壁 14 0 8 .. .•微 摻 雜 區 14 0 9 * •.源 極 14 1 0 . ..汲 極 14 1 1 . •内 層 絶 緣 膜 14 1 2 , .電 極 連 線 14 1 2a, •.阻 障 膜 14 1 3.. ..源 極 連 線 14 1 3a . • 阻 障 膜 14 1 4 , ,插 塞 14 1 4 a , .•阻 障 膜 14 1 5 . • 插 塞 14 1 5 a . ..阻 障 膜 14 1 6… .保 護 绝 緣 膜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 43 9102 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍膜(102, 閘極電極 擻為其包 6 0 1 >由矽 形成的下閘極 (10 4 , 6 0 4 ),其由上 由銅所形成, —第一阻障膜(1 0 5 , 6 G 5 ), 下閘極電極電流並足以驅動通 該上閘極電極之下表面並阻絶 一第二阻障膜(105,605)具 接觸,且形成來被覆該上閘極 含: 所組成,經一閘極絶緣 電極(103 , 603); —上 述該下閘極電極,乃為 其具傳導能力,能提供 道,而且形成為被覆一 銅擴散, 下端與該第一阻障膜相 電極的側表面,以及阻 請 先 閱 讀 .背 面 之 注 意 事 項 再重裝 尽 . 頁I 絶銅擴散 其具末端部份與該第二 極電棰的上表面,並且 一第三阻障膜(1〇6, 6Q6), 阻障膜,且形成被覆至該上閘 能阻絶銅的擴散; 一在該矽基板上形成之源極及汲極U 〇 9 , 1 1 0 , 6 0 9 ,610),並在該下閘極電極下夾成一個匾域。 如申請專利範圍第1項之場效電晶體,其中該電晶體 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 該之 緣 體 71且膜 絶 晶 ,,緣 三 電 11上絶 第 該 (1面的 中 中 膜表下 其 其 緣側況 , , 絶的情。體 體 之極刻成晶 晶 成電蝕構電 電 形極定所效 效 所閘預料場 場3-上下在材之。之-3 極至於緣項成項 電伸低絶 1 形 3 極延一的第所第 問膜具成圍料圍 該障由形範材範 在阻膜所利緣利 括二障,專絶專 包第阻率請一請 更該二刻申由申 , 第蝕如膜如 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 4 3 91 〇2 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 有 具 及 絶 該 至 伸 延 ),膜 09緣 (2絶 層 三 緣第 絶該 之且 成並 形孔 上洞 板之 基上 矽極 在電 括極 。 包 間上 更上層 在 第 。 及成 二 形 第所 中一 其之 ,物 體化 晶氮 電屬 效金 場火 之耐 項或 3 屬 第金 圍火 範耐 利由 專膜 請障 申阻 如三 5 障構 阻所 一 料 第材 中緣 其絶 , 的 體度 晶厚 電需 效所 場經 之流 項流 1 電 第道 圍通 範讓 利能 專具 請由 申乃 。 如膜成 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 .如申請專利範圍第1項之場效電晶體,其中第一,第 二及第三絶緣膜乃由耐火金屬及耐火金屬氮化物之一 所構成。 8. 如申請專利範圍第2項之場效電晶體,其中絶緣材料 乃是氮化矽及氮化硼之一。 9. 一種場效電晶體之製造方法,其持徽為其包括至少以 下步驟: 在一矽基板(101,601)上形成一閘極絶緣膜(1〇2, 602);在該閘極絶緣膜上形成一由矽製成之下閘極電 極U03, 603);在下閛極電極上形成犧牲圖案(204a, 7〇5a);使用該下閘極電極與該犧牲画案為遮罩將雜 質摻入該矽基板之一預設區域中以形成源極及汲極 U09, 110, 609, 610);在矽基板上形成氧化矽的第 一層間絶緣膜(2 0 9 , 7 0 9 ),以覆蓋下閘極電極及犧牲 圖案;移除第一層間絶緣膜以露出犧牲圖案的上表面 ;只選擇性移除犧牲圔案以露出下閘極電極的上表面 -3 4 - -—--I - - - - - - - * I [ i Ϊ J I I i - - - - - - - I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 43^1 02 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 ,並且在下閘搔電極的第一層間絶縳膜上形成一溝渠 (21G,710),;形成具一傳導性並能阻絶銅散的第一 及第二阻障層,並使被覆在溝渠側表面及下閘極電極 的上表面處;形成一經第一及第二阻障膜,在溝渠中 的銅上閘極電極,以致於以第一及第二阻障膜來被覆 至上閛極電極的倒及底表面上;形成阻絶銅擴散的第 三阻障膜,並被覆在露出的上閘極電極上表面處。 10. 如申諳專利範圍第9項之製造方法,其中該犧牲圖案乃 由一於比矽及氣化矽還髙的蝕刻率的蝕刻材料,於一 定的蝕刻情況下所形成。 11. 一種場效電晶體之製造方法,其待徵為其包括至少 以下步驟: 在矽基板上形成一閘極絶緣膜;在閘極絶緣膜上形 成矽質的下閘極電極;在下閘極電極上形成一蝕刻阻 絶層;在蝕刻阻絶層上形成一犧牲圖案;利用在下閘 極電極的矽質基板,摻雜雜質至一定的區域中,且利 用犧牲圖案作為遮罩來形成源極及汲極;在該矽基板 上形成氧化矽的第一層間絶緣膜,以致被覆在下閘極 電極及犧牲圖案上;移除第一層間絶綠膜以露出犧牲 圖案的上表面;選擇性移除犧牲圖案以露出蝕刻阻絶 層的上表面,移除蝕刻阻絶層以露出下閘極電極的上 表面及在下閘極電極處形成一溝渠,形成具傳導性並 能阻絶銅擴散的第一及第二阻障膜,以致被覆在下閘 極電極的上表面及溝渠的側表面;在溝渠上經第一及 -3 5 - {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝----- 訂---------峻 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x 297公釐) ABCD 43 91 02 六、申請專利範圍 第二阻絶膜形成銅的上閘極電極,如此在上閘極電極 的刨及底表面加以第一及第二阻障膜所被覆;形成能 阻絶銅擴散的第三阻障膜,以致被覆至露出的上閘極 電極上表面。 1 2 . —種場效電晶體之製造方法,其待徵其包括至少以 下步驟; 在矽基板上形成閘極絶緣膜;在閘極絶綠膜上形成 矽質的下閘極電搔;在下閘極電極上形成一蝕刻阻絶 層;在蝕刻阻絶層上形成一犧牲圖案;利用在下閘極 電極的矽基板上,摻雜雜質至預設區域,並以犧牲圖 案作遮罩而形成源極及汲極;在矽基板上形成氧化矽 的第一層間絶緣膜,以至被覆在下閘極電極及犧牲圖 案上;選擇性移除第一層間絶緣膜以露出犧牲圖案的 上表面及在下閘極電極上形成一溝渠;選擇性地移除 犧牲圖案以露出蝕刻阻絶層的上表面;移除蝕刻胆絶 層以露出下閘極電極的上表面;形成具傳導性並能阻絶 擴散的第一及第二阻障膜t以致被覆在下閘極電極的 上表面及溝渠側表面,·形成在溝渠中經第一及第二阻 障膜的銅上閘極電極,如此上閘極電極的底及倒表面 被以第一及第二咀障膜所被覆;且形成能阻絶銅擴散 的第三阻障膜,以致被覆在上閘極電極的上表面上。 13·如申謓專利範圍第12項之製造方法,其中犧牲圖案 由於較高於氧化矽,並於預設的蝕刻倩況下的蝕刻率 的蝕刻材料所形成。 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀嘴面之注意事項再填寫本頁) '裝--------訂------- !竣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 14. 如申請專利範圍第9項之製造方法,更包括至少以 下步驟: 在下閘極電極的上表面露出之後,並形成溝渠,以 形成一難熔金靥膜;在難熔金屬上形成一難熔金屬氮 化物膜;形成銅膜;移除在此區域上之銅膜,難熔金 屬以及難熔金屬氪化物膜,此外在溝渠形成銅的上閘 極電極,以及由難熔金靥膜及難/溶4%屬氮化膜形成第 一及第二阻障膜。 15. 如申請專利範圍第9項之製更包括以下之步驟 在下閘極電極的上表面,形成溝渠,形成第 一難熔金靥膜;在第一難熔金屬膜上形成一難熔金屬 氮化物膜;在難熔金屬氮化物膜上形成第二難熔金靥 膜;形成銅膜;在溝渠以外的區域移除銅膜,第一難 熔金屬膜,難熔金靥氪化物膜以及第二難熔金屬膜,形 成上閘極電極和由第一難熔金屬膜,難熔金屬氮化物 膜及第二難熔金屬膜,形成第一及第二阻障膜。 16. 如申請專利範圍第14項之製造方法,更包括: 在與下閘極電極柑接觸而形成難熔金靥膜;且與下 閘極電極相接觸,退火難熔金屬膜以形成舆下閘極電 極相接觸的難熔金靥矽化膜,及部份第一阻障膜的難 熔金靥矽化膜。 17. —種場效電晶體之製造方法,其待徽為其包括以下 步驟: 在矽基板上形成一閘極絶緣膜;在閘極絶緣膜上形 -37- 本紙張尺度適用t國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) n n IV I— I .^1 一OJ« in r—· p·— n ^1- I (請先閱讀背面之注音心事項再填寫本頁) 8 888 ABCD 43 9102 、申請專利範圍 成一下閘極電極;在下閘極電極上形成一犧牲圓案; 利用下閘極電極在矽基板上摻雜雜質於一預設區域中 ,並以犧牲圔案作為遮罩以形成源極及汲極;形成一 絶緣材料的側壁(1 Q 7 a )來阻絶在下閘極電槿的側表面 及犧牲圖案中銅的擴散;在矽基板形成氧化矽的第一 層間絶緣膜,以致覆蓋下閘極及犧牲圖案;移除第一 層間絶緣膜以露出犧牲圖案的上表面;在下閘極電極 處選擇性地移除犧牲圖案以形成一溝渠;形成具傳導 性,並能阻纪銅擴散的第一阻障膜(1201a);並被覆 至下閘極電極的上表面,並且使得第一阻障膜的兩端 與側壁相接觸;在溝渠中經由第一阻障膜形成銅的上 閘極電搔,以致於上閛極電極的底表面被第一阻障膜 所被覆,且上閘極電極的兩倒表面以第二阻障膜所被 ,以形成側壁;並且形成能阻絶銅擴散的第三胆障膜 ,以致被覆於外露的上閘極電極之上表面。 18.—種場效電晶體之製造方法,其特擻為其包括以下步 驟: 在一矽基板上形成一閘極絶綠膜;在閘極絶緣膜上 形成矽質的下閛極電極;在下閘極電極上形成一蝕刻 阻絶層;在蝕刻阻絶層上形成犧牲圖案;利用下閘極 電極在矽基板上,摻雜雜質於預設區域中,並以犧牲 圖案作為遮罩以形成源極及汲極;形成一絶緣材料的 倒壁以阻絶在下閘極電極的兩側表面蝕刻阻絶層及犧 牲圖案銅的擴散;在矽基板上形成氧化矽的第一層間 絶緣膜,以致於被覆至下閘極電極,蝕刻阻絶層及犧 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) ------r------.^---訂·--------吹 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43 91 02 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 牲圖案;移除第一層間絶综膜以露出犧牲圖案的上表 面;選擇性移除犧牲圖案以露出蝕刻阻絶層的上表面 ;移除蝕刻阻絶層以形成在下閘極電極的溝渠;形成 具傳導性並能阻絶銅擴散的第一阻障膜,並使得與閘 極電極相接觸的被覆,使得的第一阻障膜的兩端與倒 壁相接觸;在溝渠中經由第一阻障膜形成錮的上閛極 電極,如此使得上閘搔電極的底表面以第一阻障膜被 覆,且上閛極電極的兩側表面以第二阻障膜所被覆形 成側壁;並且形成能阻絶銅擴散的第三阻障膜,以致 於被覆於一外露上閘極電極的上表面處。 19. 一種場效電晶體之製造方法,其特徵為其包括以下 步驟: 在一矽基板上形成一閘極絶緣膜;在閘極絶緣膜上 形成一下閘極電極;在下閘極電極上形成一蝕刻阻絶 層;在蝕刻阻絶層上形成一犧牲圖案;利用下閘極電 搔的矽基板上,摻雜雜質至一預設區域,並以犧牲圖 案作為遮罩來形成源極及汲極;形成能阻絶銅擴散絶 緣材料的側壁於下閘極電極的兩側表面上,蝕刻阻絶 層及犧牲圖案上;選擇性地移除第一層間絶緣膜以露 出犧牲_案的上表面,並在下閘極電極處形成一溝渠 ;選擇性地移除犧牲圖案並露出蝕刻阻絶層的上表面 :移除蝕刻阻絶層;形成具傳導性並能阻絶銅擴散的 第一阻障膜,以致被覆於與下閘極電極的上表面相接 觸,並使得以第一阻障膜兩端與刨壁相接觸;在溝渠 -39 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂·--------峻 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43 91 02 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 中經由第一阻障膜形成銅的上閘極電極,如此使得上 閘極電極的底表面被被覆以第一阻障膜,且上閘極電 極的兩侧表面被由側壁所形成的第二阻障膜所被覆; 並且形成能阻絶銅擴散的第三阻障膜,以致於被覆在 一外露上閘極電極的上表面。 2 0 .如申請專利範圍第U項之製造方法,其中倒壁乃由 氪化矽所構成。 21.如申請專利範圍第S項之製造方法,其中第一阻障 膜乃由ΓΙ化下閘極電極的上表面至一定厚度,並使得 一通道電流能通過。 2 2.如申請專利範圍第9項之製造方法,其中該第一或 第二阻障膜乃藉箸增加粒子以角度90°或接近9G° , 入射在溝渠的底表面而形成。 23.如申請專利範圍第1項之場效電晶體,其中第一阻 障膜為具至少兩層膜的多重膜。 2 4 .如申請專利範圍第1項之場效電晶體t其中第一阻 障膜乃是具其中之一為難熔金靥層,難熔金屬矽化物 層,難熔金颶、矽及氮化矽的化合物,和難熔金屬氮 化物層,二種以上所組成。 25. 如申請専利範圍第23項之場效電晶體,其中第一阻 障膜乃是一種多重膜,其最底層由一層金屬矽化物或 難熔金屬膜、矽及氮的化合物所構成。 26. 如申請專利範圍第2 5項之場效電晶體,其中第一阻 障膜乃為一多層膜,由一層金屬矽化層或由難熔金屬 _ 4 0 — 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210^ 297公釐) n H ϋ ϋ —h. ϋ ϋ ϋ ϋ ^1 II ‘ n »1 I It I 1 一-o, k ϋ n n I n i n I .. ! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 3 91 0 2 A8 B8 CS D8 六、申請專利範圍 由 。 且上 並之 , 層 層化 底矽 最屬 成金 Ϊ t 構财 來在 *蜃 物堆 合 層 化物 的化 成氮 組靨 所金 氣熔 ,難 矽層 第 圍 範 利 專 請 申 如 第 中 其 體 晶 電 效 場 之 項 屬靥 金金 熔熔 由一 或 , 層層 化底 矽最 屬成 金構 層來 一 物 由合 ,化 膜的 層成 多組 一 所 為氪 乃 , 膜矽 障 - 金 熔 Μίΐ? ΛΜ3 1 由 且 並 上 之 層 化 矽 屬 金 此 C 在成 S 形 堆層 層上 物最 化在 氮屬 專 請 Φ 金 熔 1 中 其 體 晶 電 效 場 之 項 1Χ 第 圍 範 上 極 汲 及 極 源 在 膜 化 矽 屬 法 方 造 製 之 項 9 第 圍 範 利 專 請 申 層 牲 犧 中 其 (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) 用 利 極 電 極 閛 下 及 層 絶 阻 刻 蝕 罩 光 式 硬 製 法 方 造 製 之 項 1- 第 圍 範 利 專 請 申 如 層 牲 犧 中 其料 材 緣 絶 中 其 體 晶 效 場 之 項 3 第 圍 範 利 專 請 如 I n HI n n ^ -01 n n I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 含 及 矽 化 氮 種 一 為 乃 第 圍 範 利 專 請 甲 如 體 晶 J0電 匕效 彳場 ό 項 硼 料 材 緣 絶 中 其 物 化 0 的 硼 含 及 矽 化 氪 « 一 為 乃 材 緣 絶 中 其 體 晶 電 效 場 之 項 5 第 圍 範 利 專 請 Ψ 如 為 乃 硼 含 及 矽 化 氪 8 物 —1-1 氮 材 緣 絶 中 其 體 晶 i OfiSr 效 場 之 項 6 第 圍 範 利 專 請 申 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 2 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 料乃為一種氮化矽及含硼的氮化物。 36.如申請專利範圍第14項之製造方法, 驟:形成與下閘極電極相接觸的難熔 閘極電槿相接觸的難熔金屬膜作退火 極電極相接觸的難熔金屬矽化物膜, 物膜為第一阻障膜的一部份。 3 7 .如申請專利範圍第1 7項之製造方法, 蝕刻阻絶膜及下閘極電極均利用由氧 硬式光罩所製成。 38. 如申請專利範圍第22項之製造方法, 蝕刻阻絶膜及下閘極電極均利用由氣 硬式光罩所製成。 39. 如申請專利範圍第14項之製造方法, 蝕刻阻絶膜及下閘極電極均利用由氣 硬式光罩所製成。 40. 如申請專利範圍第9項之製造方法, 驟: 下閘極電極的上表面裸露及溝渠形 難熔金屬,矽及氮所形成化合物的膜 屬,矽及氮所形成化合物膜之上,形 化物膜;形成銅的上閘極電極;移除 膜,難熔金屬膜及難熔金屬氮化物膜 閘極電極及由難熔金屬膜及難熔金屬 阻障膜。 -42 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 更包括以下步 金屬膜;在與下 ,以形成與下閘 此難熔金颶δ夕化 其中犧牲層, 化矽或氪化矽作 其中犧牲層, 化矽或氮化矽作 其中犧牲層, 化矽或氪化矽作 更包括以下步 成之後,形成由 ;在此由難熔金 成一難熔金屬m 在溝渠之外的銅 ,以形成銅的上 氛化物膜的第二 請 先 閱 讀 .背 面 之 注 意 事 項 再 填二 !裝 頁 I 訂 43 91 02 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 步 下 以 括 包 更 法 方 造 製 之 項 9 第 圍 範 利 專 請 如 驟 形熔 , 舞 後此 之在 成; 形膜 渠的 溝物 及合 ,化 露成 裸組 面所 表m 上及 的矽 極 , 電屬 極金 閘熔 下難 在由 成 屬膜 金屬 熔金 難熔 一 難 成一 形成 ,形 上上 之膜 膜物 物化 合氮 化鼷 成金 組熔 段 難 氮在 及 ; 矽膜 -物 屬化 金氮 . 靥 膜金 銅熔 的難 外二 之第 渠及 溝膜 在物 除化 移 Μ ; 屬 極金 電熔 極難 m年 1 上膜 的屬 膜金 銅熔 成難 形.一 ;第 金的 熔成 難形 一 所 第膜 由屬 及金 ,熔 極難 電二 極第 閘及 上膜 的物 銅化 。 成氮膜 形靥障 以金阻 ,熔二 域難第 區,及 的膜一 膜屬第 步 下 以 括 包 更 法 方 造 製 之 項 7 第 圍 範 利 專 請 Ψ 如 驟 與與 在在 ; 成 膜 應 屬反 金以 熔 , 難火 一 退 成作 形觸 處接 觸膜 接屬 相金 極熔 電難 極和 閘極 下電 與極 在閘 下 矽為 ,膜 屬物 金合 熔化 難氮 的及 砂 砂 和 , 膜屬 屬金 金熔 熔難 難含 。 處此份 觸,部 接膜一 相的的 極挠膜 電合障 極化阻 閑氣 一 下及第 (請先閲讀'f面之注意事項再填寫本頁) --------訂· —---— 埃 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本紙張反度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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2002
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