绝缘层上有矽之结构及其形成之方法

摘要

一种绝缘层上有矽的结构以及其制造方法，其中造成 LIC与井区之间的短路电路的状况可以被避免。在本发明的实施例中，会改变LIC的形成过程，因此在SOI元件的制作中，主动区上的LIC会包括一个完整沟渠的LIC(FT-LIC)，且在场氧化层或是相邻的电晶体之闸极线上留置的 LIC包括部分沟渠的LIC(PT-LIC)。为了制作这样的结构与进行这样的方法，SOI元件包括：一层绝缘材料的埋入式氧化层(BOX)，形成于矽基底上；一层SOI层，形成于 BOX层上；一井区，形成于SOI层的元件隔离区域的下部分，所以其下表面会与BOX层相接触；一场氧化层，形成于井区内的一表面端；一闸极线，连接横跨SOI层上的一主动区域以及场氧化层上的一特定区域，在闸极线两侧的主动区域的下表面会与BOX层相接触；一绝缘层，形成于上述的结果表面上；一开口部分，形成于绝缘层中，若开口是在完全沟渠结构的区域内的话，选定的电晶体之主动区域会被部分暴露出来，若开口是在部分区域结构内的话，相邻电晶体的闸极线之上部分会被暴露出来，但不会暴露出场氧化层下部分的井区；以及一个LIC，坟人绝缘层中的开口部分。在这样的架构中，用FT-LIC结构来设计SOI元件，所以LIC会与选择的电晶体的主动区域相接触，并用PT-LIC结构来设计SOI元件，所以LTC会与场氧化层上的闸极线的上部分相接触。

主权项

1.一种绝缘层上有矽(SOI)的结构,包括:一基底,包含矽基底、一埋入式氧化层(BOX)以及一SOI层;一井区,形成于该SOI层之一元件隔离区之下部分,所以该井区之下表面会与该BOX层相接触;一场氧化层,形成于该井区内的一表面端;一闸极线,连接横跨于在该SOI层上的一主动区以及部分之该场氧化层,该主动区会沿着该闸极线的两侧形成,且其下表面与该BOX层相接触;一绝缘层,形成于该主动区、该闸极线与该场氧化层上;一开口部分,形成于该隔离层之中,在一完全沟渠结构之该开口部分可以部分暴露一相邻电晶体之一主动区域,而在该场氧化层上之一部份沟渠结构之开口部分会暴露出该闸极线之上部分;以及一LIC(区域内连接),以导电材料填满该绝缘层之中的该开口部分。2.如申请专利范围第1项所述之SOI结构,其中该LIC包括钨。3.如申请专利范围第1项所述之SOI结构,其中该LIC包括铜。4.一种制作SOI结构的方法,包括:提供一基底,包括一矽基底、一BOX层以及一SOI层;依序形成一垫氧化层、一氮化层以及一第一氧化层于该SOI层上;透过一罩幕定义该氮化层与该第一氧化层,以在该SOI层上形成一元件隔离区域;将离子植入到结果结构上,以在该SOI层中形成一井区,其中在该SOI层的元件隔离区域内的该SOI层之下表面会与该BOX层相接触;在残留在该SOI内的一主动区域上的该氮化层与该第一氧化层之两侧壁上形成一间隙壁;蚀刻该SOI层之该垫氧化层与该井区,以形成一SOI井区,其在该BOX层上具有一固定厚度;形成一第二氧化层于该结果结构上;以CMP处理该第二氧化层,所以会往该主动区上留下一固定厚度之该氮化层,并在该井区之一表面上形成该第二氧化层材料组成之一场氧化层;除去残留在该主动区上的该氮化层、该垫氧化层与该间隙壁,以暴露出该SOI层的该主动区;形成一闸极线横跨该主动区与跨越该场氧化层之部分区域;形成一绝缘层于该结果结构上;进行一第一镶嵌制程,其中该绝缘层会被蚀刻到一固定厚度,所以于该场氧化层上的该闸极线会被暴露出来,而之后进行一第二镶嵌制程,其中在该主动区上剩余之该绝缘层会被蚀刻,因此会在该主动区之一完全沟渠结构内与该场氧化层上之一部份沟渠结构内形成一开口部分;以一金属层填满该开口部分;以CMP处理该金属层;以及在开口部分形成一LIC。5.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该垫氧化层之厚度为100-120埃。6.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该氮化层之厚度为1800-2200埃。7.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该第一氧化层之厚度为100-120埃。8.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该第二氧化层系为USG/P-TEOS的一堆叠结构。9.如申请专利范围第4项所述之方法,其中会对该第二氧化层进行CMP处理,所以在该垫氧化层上会留下厚度为1200-1300埃的氮化层。10.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该绝缘层之厚度为10000-12000埃。11.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该第一镶嵌制程的进行会在将该绝缘层蚀刻到该闸极线之总厚度的一半厚度时停止。12.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该金属层为钨。13.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该金属层为铜。14.一种制作SOI结构的方法,包括下列步骤:提供一基底,包括一矽基底、一BOX层以及一SOI层;依序于该SOI层上堆叠一垫氧化层、一氮化层以及一第一氧化层;透过作为限定一主动区域形成部分之一图案的一罩幕,定义该氮化层与该第一氧化层,以在该SOI层上形成一元件隔离区域;将离子植入到结果结构上,并形成一井区,所以其下表面会与在该元件隔离区域内的该BOX层相接触;在残留在该SOI内的一主动区域上的该氮化层与该第一氧化层之两侧壁上形成一间隙壁;蚀刻该垫氧化层与一部份之该井区,以形成在该BOX层上具有一固定厚度之一井区;形成一第二氧化层于该结果结构上;以CMP处理该第二氧化层,所以会在该主动区上留下一固定厚度之该氮化层,并在该井区之一表面上形成该第二氧化层材料组成之一场氧化层;除去残留在该主动区上的该氮化层、该垫氧化层与该间隙壁,以暴露出该SOI层的该主动区;形成一闸极线连接一主体,该主体横跨该主动区与该场氧化层之一特定区域;形成一绝缘层于该结果结构上;进行一第一镶嵌制程,其中只有在该元件隔离区上的该绝缘层会被选择性的蚀刻到一固定厚度,所以于该场氧化层上的该闸极线会暴露出部分,而之后进行一第二镶嵌制程,其中在该主动区上之该绝缘层会被选择性的蚀刻到一固定厚度,因此会暴露出部分该主动区,并在该主动区域上之一完全沟渠结构内与该场氧化层上之一部份沟渠结构内形成一开口部分;以及以一金属层填满该开口部分,用CMP处理该金属层,并形成一LIC。15.一种半导体结构,包括:一基底;一绝缘层,于该基底上;一半导体层,放置于该绝缘层上;一井区,形成于该半导体层之下部分;一场氧化层,形成于该井区之一表面上;一第一主动区,形成于该半导体层中,该第一主动区与该井区相邻;一闸极线,横跨形成于该半导体层的一第二主动区,并横跨该场氧化层之一部份;一绝缘层,形成于部分该第一主动区、该场氧化层、覆盖该闸极下部分之该绝缘层上;以及一金属填充物,填入该绝缘层中之一开口中,该金属填充物会与该闸极线与该第一主动区之上部分相接触。16.如申请专利范围第15项所述之半导体结构,其中该金属层为钨。17.如申请专利范围第15项所述之半导体结构,其中该金属层为铜。18.一种制作一SOI结构之方法,包括:形成一矽层于一基底上,其中已有一第一绝缘层形成于该基底上;以一罩幕遮盖该矽层之一区域;对该矽层进行离子植入;蚀刻部分末被该罩幕覆盖之该矽层,以形成一井区;移除该罩幕;形成一第一与一第二主动区于先前被该罩幕覆盖之该矽层中;形成一第二绝缘层于该井区上;形成一闸极线于该第二绝缘层上,该闸极线自该第一主动区延伸到部分该第二绝缘层上;形成一第三绝缘层于该第二绝缘层与该第二主动区上;移除部分该第三绝缘层以留下一洞口,该第三绝缘层在该第三绝缘层内的该洞口之一底部处具有一厚度,约为该闸极线之厚度的一半;于该第三绝缘层中之该洞口内形成一开口,以部份暴露出该第二主动区;以及用一金属填满该第三绝缘层内之该洞口,所以该金属会与该第二主动区以及该闸极线之上部分相接触。19.如申请专利范围第18项所述之方法,其中用一金属填满该第三绝缘层内之该洞口的步骤包括用铜填满该洞口。20.如申请专利范围第18项所述之方法,进一步包括对在该第三绝缘层内的该洞口中之该金属进行CMP。图式简单说明:第1A图与第1B图绘示为习知具有井区主体接触窗结构的PTI-SOI结构,第1A图绘示此结构之上视平面分布图,第1B图绘示为此结构沿着第1A图的A-B-C部分之结构剖面图;第2A图与第2B图分别为使用镶嵌制程技术在区块元件中形成铜导线的一种具有LIC结构之上视图与剖面图,其中第2A图绘示为此结构之上视平面分布图,第2B图绘示为此结构沿着第2A图的A-B-C部分之结构剖面图;第3A图与第3B图绘示为习知具有井区主体接触窗结构之PTI-SOI结构,其中第3A图绘示为此结构之上视平面分布图,第3B图绘示为此结构沿着第3A图的A-B-C部分之结构剖面图;以及第4A图至第4I图绘示为依照本发明一实施例中,关于第3B图所示结构的制作流程图。