无凹陷的复晶矽化物闸制程

摘要

本发明揭露了一种具备有窄线条、窄缘距之复晶矽化物闸的金氧半电晶体（MOS）制造方法，此方法之技术特征是沉积一层粗糙的非晶矽薄膜于复晶矽闸层上方的二氧化矽层之上，藉着粗糙的非晶矽薄膜表面，可将微影制程曝光的反射光散射掉，并形成破坏性干涉，以降低复晶矽的光学凹陷效应（Notching），因此可以制造线条/线距非常窄（Narrow Lind/Space）之复晶矽化物闸（Polycide gate）。本发明之主要方法如下：首先，在矽半导体基板上形成场氧化层和闸氧化层，接着沉积复晶矽层、金属矽化物层、二氧化矽层和非晶矽层，然后，涂布光袓于非晶矽层上，并利用微影技术制定光阻图案，接着，利用电浆蚀刻技术同时垂直单向性地制定所述金属矽化物层、二氧化矽层和非晶矽层的图案，并旋即利用氧气电浆去除光阻，最后，以所述复晶矽层上方的二氧化矽层为蚀刻保护罩，利用电浆蚀刻技术蚀去金属矽化物层下方的复晶矽层，一种无凹陷、窄线条/窄线距的复晶矽化物闸金氧半电晶体制造于焉完成。

主权项

1. 一种具备有窄线条、窄线距之复晶矽化物闸的金氧半电晶体(MOS)制造方法,系包含:在一个矽半导体基板上形成场氧化层,露出一部份的矽基板预备作为电性活化区;在所述矽基板上形成一层闸氧化层;在所述场氧化层和闸氧化层表面形成一层复晶矽层(Polysilicon);在所述复晶矽层表面形成一层金属矽化物层(MetalSilicide);在所述二氧化矽层表面形成一层粗糙的矽晶层(RoughSurfaced Silicon);在所述粗糙的矽晶层表面形成一层二氧化矽层;利用蚀刻技术制定所述二氧化矽层、粗糙的矽晶层、金属矽化物层和复晶矽层的图案,以形成电晶体之闸极;利用离子布植技术将所述电晶体闸极覆盖以外之矽基板区域进行掺杂(Doped),使成导电体。2. 如申请专利范围第1项之方法,其中所述闸氧化层之形成温度介于800℃到900℃之间,厚度介于60到160埃之间。3. 如申请专利范围第1项之方法,其中所述复晶矽层之形成温度介于600℃到640℃之间,厚度介于1000到3000埃之间,磷离子浓度介于110@su2@su0到110@su2@su1原子/立方公分之间。4. 如申请专利范围第1项之方法,其中所述金属矽化物层系指矽化钨(Tungsten silicide; WSix),以低压化学气相沈积法形成,温度介于500℃到650℃之间,厚度介于1000到2000埃之间。5. 如申请专利范围第1项之方法,其中所述金属矽化物层系指矽化钨(Tungsten silicide; WSix),经过回火处理(Anneal),所述回火处理之温度介于500℃到650℃之间,回火时间介于30到60分钟之间,经过回火处理之金属矽化物层之厚度介于2000到4000埃之间。6. 如申请专利范围第1项之方法,其中所述粗糙的矽晶层系指非晶矽层(Amorphous Silicon),以低压化学气相沉积法形成,温度介于530℃到600℃之间,厚度介于300到1000埃之间。7. 如申请专利范围第1项之方法,其中所述粗糙的矽晶层系以低压化学气相沉积法形成之具有半球型晶粒(HemiSpherical Grain;HSG)之矽晶,所述半球型晶粒之形成温度介于550℃到580℃之间,厚度介于300到1000埃之间。8. 如申请专利范围第1项之方法,其中所述二氧化矽层系以低压化学气相沉积法形成,温度介于700℃到750℃之间,厚度介于1000到3000埃之间。9. 如申请专利范围第1项之方法,其中所述电晶体之闸极系以所述二氧化矽层、粗糙的矽晶层、金属矽化物层和复晶矽层组成。10. 如申请专利范围第1项之方法,其中所述离子布植,其离子布値剂量介于210@su1@su5到510@su1@su5原子/平方公分之间,离子布値能量则介于50到80kev之间。11. 一种具备有窄线条、窄线距之复晶矽化物闸的金氧半电晶体(MOS)制造方法,系包含:在一个矽半导体基板上形成场氧化层,露出一部份的矽基板预备作为电性活化区;在所述矽基板上形成一层闸氧化层;在所述场氧化层和闸氧化层表面形成一层复晶矽层(Polysilicon);在所述复晶矽层表面形成一层金属矽化物层(MetalSilicide);在所述金属矽化物层表面形成一层二氧化矽层;在所述二氧化矽层表面形成一层粗糙的矽晶层(RoughSurfaced Silicon),所述粗糙的矽晶层作为反反射层(Anti-Reflective Coating; ARC);利用蚀刻技术制定所述粗糙的矽晶层、二氧化矽层、金属矽化物层和复晶矽层的图案,以形成电晶体之闸极;去除所述作为反反射层(Anti-Reflective Coating; ARC)之粗糙的矽晶层;利用离子布植技术将所述电晶体闸极覆盖以外之矽基板区域进行掺杂(Doped),使成导电体。12. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述闸氧化层之形成温度介于800℃到900℃之间,厚度介于60到160埃之间。13. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述复晶矽层之形成温度介于600℃到640℃之间,厚度介于1000到3000埃之间,磷离子浓度介于110@su2@su0到110@su2@su1原子/立方公分之间。14. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述金属矽化物层系指矽化钨(Tungsten silicide:WSix),以低压化学气相沉积法形成,温度介于500℃到650℃之间,厚度介于1000到2000埃之间。15. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述金属矽化物层系指矽化钨(Tungsten silicide;WSix),经过回火处理(Anneal),所述回火处理之温度介于500℃到650℃之间,回火时间介于30到60分钟之间,经过回火处理之金属矽化物层之厚度介于2000到4000埃之间。16. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述二氧化矽层系以低压化学气相沉积法形成,温度介于700℃到750℃之间,厚度介于1000到3000埃之间。17. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述粗糙的晶矽层系指非矽晶层(Amorphous Silicon),以低压化学气相沉积法形成,温度介于530℃到600℃之间,厚度介于300到1000埃之间。18. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述粗糙的矽晶层系以低压化学气相沉积法形成之具有半球型晶粒(HemiSpherical Grain;HSG)之矽晶,所述半球型晶粒之形成温度介于550℃到580℃之间,厚度介于300到1000埃之间。19. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述电晶体之闸极系以所述二氧化矽层、金属矽化物层和复晶矽层组成。20. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述去除所述作为反反射层(Anti-Reflective Coating; ARC)之粗糙的矽晶层;系以活性离子式电浆蚀刻技术(Reactive IonEtching; RIE)为之;21. 如申请专利范围第11项之方法,其中所述离子布値,其离子布値剂量介于210@su1@su5到510@su1@su5原子/平方公分之间,离子布値能量则介于50到80kev之间。22. 一种金氧半电晶体元件(MOS)之结构,系包含:在一个矽半导体基板上形成场氧化层;在所述场氧化层之间形成电性活化区(Active Area);在所述电性活化区中央形成由粗糙的矽晶层、金属矽化物层和复晶矽层所组成之复层结构;在所述场氧化层区域形成由粗糙的矽晶层、金属矽化物层和复晶矽层所组成之复层结构;在所述由粗糙的矽晶层、金属矽化物层和复晶矽层所组成之复层结构之间形成源极/汲极(Source/Drain);在所述场氧化层、源极/汲极与由粗糙的矽晶层、金属矽化物层和复晶矽层所组成之复层结构的表面形成一层二氧化矽层;以导电线跟所述源极/汲极区域和由粗糙的矽晶层、金属矽化物层和复晶矽层所组成之复层结构作电性接触。23. 如申请专利范围第22项金氧半电晶体元件(MOS)之结构,其中所述金属矽化物层系指矽化钨(Tungstensilicde;WSix)。24. 如申请专利范围第22项金氧半电晶体元件(MOS)之结构,其中所述粗糙的矽晶层系指非晶矽层(AmorphousSilicon),以化学气相沉积法形成,厚度介于300到1000埃之间。25. 如申请专利范围第22项金氧半电晶体元件(MOS)之结构,其中所述粗糙的矽晶层系以化学气相沉积法形成之具有半球型晶粒(Memi Spherical Grain;HSG)之矽晶,厚度介于300到1000埃之间。图示简单说明:图1到6为本发明实施例的横截面示意图。图1是在半导体矽基板上形成场氧化层和闸氧化层,接着,沈积一层复晶矽层、金属矽化物层、粗糙的矽晶层和二氧化矽层,然后,形成光阻(Photoresist)的涂布,并利用传统的微影技术(Lithography)制定所述光阻图案后的制程剖面图;图2是利用电浆蚀刻技术制定所述二氧化矽层、粗糙的矽晶层、金属矽化物层和复晶矽层的图案,并旋即利用氧气电浆去除所述光阻图案后的制程剖面图;图3是将图1之粗糙的矽晶层6形成在二氧化矽层7之上方后的制程剖面图;图4是利用电浆蚀刻技术制定所述图3结构后的制程剖面图;图5是利用硫酸或氧气电浆去除所述光阻图案后的制程剖面图;