发明名称 分开金属层间欧姆接触及通道开口之低温金属填充区形成方法及据此制成之半导体结构
摘要 本发明是揭露一种相当低温金属沈积方法,以便藉用金属来可靠地并完全地充填在一半导体结构之分开金属层间的欧姆接触开口及/或通道口或开口。该方法包含如下之数种处理步骤:将一层钦或是一层以钛为主之金属沈积到该欧姆接触开口及/或通道口,随后连续沈积一层诸如铝矽铜之以铝为主的金属之金属结晶层,以便部分充填该欧姆接触开口及/或通道口,和一层诸如铝矽铜之以铝为主的金属之金属覆盖层,以便完全充填该欧姆接触开口及/或通道口。
申请公布号 TW405187 申请公布日期 2000.09.11
申请号 TW087118822 申请日期 1998.12.21
申请人 微晶片技术公司 发明人 鲁瓦特;艾克曼
分类号 H01L21/3205 主分类号 H01L21/3205
代理机构 代理人 黄庆源 台北巿敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种藉用金属来充填一欧姆接触开口之方法,该欧姆接触开口是位于形成在半导体基本上面之绝缘层,该方法包含下列之步骤:在该绝缘层开口之一半导体基材表面曝光部分形成一欧姆接触;在该金属欧接触上面,在该开口之侧面部分上面,和该绝缘层之一顶端表面上沈积一层包含以钛为主之金属;在能部分充填该开口之以钛为主之金属层上面沈积一以铝为主之金属的结晶层;和在该以铝为主之金属结晶层上面沈积一以铝为主之金属覆盖层,以便藉用金属来完全充填该开口,并且藉用金属来覆盖该开口之顶端边缘部分。2.如申请专利范围第1项之方法,其中以铝为主之金属结晶层是铝矽铜。3.如申请专利范围第1项之方法,其中该沈积在结晶层之以铝为主之金属覆盖层是铝矽铜。4.如申请专利范围第2项之方法,其中该沈积在结晶层之以铝为主之金属覆盖层是铝矽铜。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该以钛为主之金属层是具有一大约500埃之厚度。6.如申请专利范围第1项之方法,其中包含下列之步骤:在一大约150埃每秒之相当高沈积率和一从大约周温到大约250度C之温度范围沈积该以铝为主之金属结晶层。7.如申请专利范围第6项之方法,其中该以铝为主之金属结晶层是具有一大约1200埃之最后沈积厚度。8.如申请专利范围第1项之方法,其中在一大约20埃每秒之相当低沈积率并且在一从大约240度C到大约380度C之温度范围是沈积该以铝为主之金属覆盖层,而该金属覆盖层是沈积该结晶层上面。9.如申请专利范围第1项之方法,其中该欧姆接触是一矽化钛接触。10.如申请专利范围第1项之方法,其中该以钛为主之金属层是氮化钛。11.如申请专利范围第9项之方法,其中该以钛为主之金属层是氮化钛。12.如申请专利范围第1项之方法,其中沈积在该结晶层之结晶层和金属覆盖层面者是铝矽铜,该方法是包含下列之步骤:在一大约150埃每秒之相当高沈积率并且在一从周温到大约250度C之温度范围沈积一以铝为主之金属结晶层;该以铝为主之金属结晶层是具有一大约1200埃之最后沈积厚度;在一大约20埃每秒之相当低沈积率并且在一从大约240度C到大约380度C之温度范围沈积该以铝为主之金属覆盖层,而该以铝为主之金属覆盖层是沈积在该结晶层;该欧姆接触是一矽化钛接触;而该以钛为主之金属层是氮化钛。13.一种藉用金属来充填一改姆接触开口之方法,该欧姆接触开口是位于形成在一半导体基材上面之绝缘层。该方法是包含下列之步骤:在该绝缘层开口之半导体基材表面曝光部分形成一欧姆接触;在该金属欧姆接触上面,在该开口之侧面部分上面,和该绝缘层之一顶端表面上沈积一感应漏电反应加强层;在能部分充填该开口之感应漏电反应加强层上面沈积一以铝为主之金属结晶层;和在该结晶层上面沈积一以铝为主之覆盖金属,以便藉用金属来完全充填该开口,并且藉用金属来覆盖该开口之顶端边缘部分。14.一种藉用金属来形成一通道口之方法,该通道口是位于形成在一半导体基材上面之至少一绝缘层和在一金属地带曝光部分上面,该方法包含下列之步骤:在该金属地带曝光部分,在该能界定通道口之至少一绝缘层之侧面部分,和在该至少一绝缘层之顶端表面上沈积一层钛;在该能部分充填通道口之钛层上面沈积一以铝为主之金属结晶层;和在该以铝为主之金属结晶层上面沈积一以铝为主之金属覆盖层,以便完全充填该开口并且藉用金属来覆盖该通道口之顶端边缘部分。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该以铝为主之金属结晶层是铝矽铜。16.如申请专利范围第14项之方法,其中该沈积在结晶层之铝为主之金属覆盖层是铝矽铜。17.如申请专利范围第15项之方法,其中该沈积在结晶层之以铝为主之金属覆盖层是铝矽铜。18.如申请专利范围第14项之方法,是包含下列之步骤:在一大约150埃每秒之相当高沈积率并且在一从周温到大约250度C之温度范围沈积该以铝为主之金属结晶层。19.如申请专利范围第18项之方法,其中该以铝为主之金属结晶层是具有一大约1200埃之最后沈积厚度。20.如申请专利范围第14项之方法,其中在一大约20埃每秒之相当沈积率并且在一从大约240度C到大约380度C之温度范围沈积该以铝为主之金属覆盖层,而该以铝为主之金属覆盖层是沈积在该结晶层上面。21.如申请专利范围第14项之方法,其中沈积在该结晶层上面之结晶层和该金属覆盖层两者是铝矽铜,该方法是包含下列之步骤:在一大约150埃每秒之相当高沈积率并且在一从大约周温到大约250度C之温度范围沈积该以铝为主之金属结晶层,该以铝为主之金属结晶层是具有一大约1200埃之最后沈积厚度;在一大约20埃每秒之相当低沈积率并且在一从大约240度C到大380度C之温度范围沈积该以铝为主之金属覆盖层,而该以铝为主之金属覆盖层是沈积在该结晶层上面。22.一种藉用金属来充填一欧姆接触开口和一通道口者之方法,该欧姆接触开口是位于在一半导体基材上面之绝缘层,而该通道口是位于形成在该半导体基材上面之至少一绝缘层和在一金属地带曝光部分上面,该方法包含有下列之步骤:在该绝缘层开口之一半导基材表面曝光部分形成一欧姆接触;在该金属欧姆接触上面,在该开口之侧面部分上面,和在该绝缘层之一顶端表面沈积一层包含一以钛为主之金属;在能部分充填该开口之以钛为主之金属层上面沈积一以铝为主之金属结晶层;在该以铝为主之金属结晶层上面沈积一第1层以铝为主之金属覆盖层,以便藉用金属来完全充填该开口并且藉用金属来覆盖该开口之顶端边缘部分;在该金属地带曝光部分,在能界定通道口之至少一绝缘层之侧面部分,和在该至少一绝缘层之顶端表面沈积一层钛;在能部分充填该通道口之钛层上面积一以铝为主之金属结晶层;和在该以铝为主之金属结晶层上面沈积一第2层以铝为主之金属覆盖层,以便完全充填该通道口并且藉用金属来覆盖该通道口之顶端边缘部分。23.如申请专利范围第22项之方法,其中该以铝为主之金属结晶层是铝矽铜。24.如申请专利范围第22项之方法,其中该沈积在结晶层上面之第2层以铝为主之金属覆盖层是铝矽铜。25.如申请专利范围第23项之方法,其中该沈积在结晶层上面之第2层以铝为主之金属覆盖层是铝矽铜。26.如申请专利范围第22项之方法,其中包含下列之步骤:在一大150埃每秒之相当高沈积率并且在一从大约周温到大约250度C之温度范围沈积该以铝为主之金属结晶层。27.如申请专利范围第26项之方法,其中该以铝为主之金属结晶层是具有一大约1200埃之最后沈积厚度。28.如申请专利范围第22项之方法,其中在一大约20埃每秒之相当低沈积率并且在一从大约240度C到大约380度C之温度范围沈积该以铝为主之金属层,而该以铝为主之金属层是沈积在该结晶层上面。29.如申请专利范围第28项之方法,其中包含下列之步骤:在一大约150埃每秒之相当高沈积率并且在一从大约周温到大250度C之温度范围沈积该以铝为主之金属结晶层。30.如申请专利范围第29项之方法,其中该以铝为主之金属结晶层是具有一大约1200埃之最后沈积厚度。31.如申请专利范围第26项之方法,其中在一大约20埃每秒之相对低沈积率并且在一从大约240度C到大约380度C之温度范围沈积该第2层以铝为主之金属覆盖层,而该第2层铝为主之属覆盖层是沈积该结晶层上面。32.如申请专利范围第22项之方法,其中沈积在该结晶层上面之结晶层和金属层两者是铝矽铜,该方法包含下列之步骤:在一大150埃每秒之相当高沈积率并且在一从大约周温到大约250度C之温度范围沈积该以铝为主之金属结晶层;该以铝为主之金属结晶层是具有一大1200埃之最后沈积厚度;和在一大约20埃每秒之相当低沈积率并且在一从大约240度C到大约380度C之温度范围沈积该第2层以铝为主之金属覆盖层,而该第2层以铝为主之金属覆艺是沈积在结晶层上面。33.一种半导体结构,其是依照申请专利范围第1项之方法所制成。34.一种半导体结构,其是依照申请专利范围第13项之方法所制成。35.一种半导体结构,其是依照申请专利范围第14项之方法所制成。36.一种半导体装置,其是依照申请专利范围第22项之方法所制成。图式简单说明:第一图是一侧剖面图;其说明一单一传导型之初步半导体基材,该单一传导型区域在半导体基材内是具有一相反型传导区域,并在半导体基材之一表面上具有一绝缘层,并形成一开口,该开口是对相反型传导区域之一表面部分曝光。第二图是一侧剖面图,其图示一沈积在第一图所示结构之绝缘层上和开口内之钛层。第三图是一侧剖面图,其图示一层氮化钛(TitaniumNitride),该氮化钛是沈积在第二图所示之结构的钛层上面。第四图是一例剖面图,其图示在由第三图所示之结构的热处理方法所产生之相反型传导区域来形成之一矽化钛(Titanium Silicide)欧姆接触。第五图是一第四图之结构侧剖面图,其图示在该第四图之结构顶端表面上面沈积一钛层以后之侧面图。第六图是一第五图之结构侧剖面图,其图示在该第五图之结构顶端表面上面部分充填该开口,并沈积一铝矽铜结晶层(Aluminum Silicon Copperseed layer)以后之侧面图。第七图是一第六图之结构侧剖面图,其图示在第六图之结构顶端表面上面沈积一铝矽铜层以后,来完全充填该开口并且亦覆盖该开口之顶端边缘部分。第八图是一第七图之结构侧剖面图,其图示该金属(铝矽铜)之一部分来形成作为第七图之结构的第1金属条纹(the first metal stripe),其是在半导体基材之相反型传导区域(图略)分开。第九图是一第八图之结构侧剖面图,其图示在第八图之结构上面沈积一二氧化矽(Silicon Dioxide)层以后之侧面图。第十图是一第九图之结构侧剖面图,其图示在第九图之结构顶端表面上面沈积一旋涂玻璃(Spin On Glass)/低K电介质(SOG)以后,以便充填该结构顶端表面并且使其平面化(planarize)。第十一图是第十图之结构侧剖面图,其图示在第十图之结构顶端表面沈积一二氧化矽层以后,并且在该金属地带部分经由该二氧化矽层来形成一通道口或是开口之后,以便对第十图之结构表面部分曝光。第十二图是图第十一图之结构侧剖面图,其图示在结构顶端表面和在该通道口或是开口之侧壁(side walls)和底部部分沈积一层钛之后的侧面图。第十三图是第十二图之结构侧剖面图,其图示在该部分充填通道口或是开口之结构顶端表面沈积一铝矽铜结晶层之后的侧面图。第十四图是第十三图之结构侧剖面图,其图示在该结构顶端表面沈积一铝矽铜层之后的侧面图,该铝矽铜层能完全充填该通道口或是开口并且覆盖该能界定通道口或是开口之二氧化矽层的顶端边缘部分。
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