| 主权项 |
1.一种在半导体基板上利用自动对准接触(SAG)的结构制造MOSFET元件的方法,系以氧气电浆作为RIE的氛围成份之一,透过RIE步骤在一层绝缘层内形成小孔径的SAC开窗,再于该SAC开窗中形成该自动对准接触的结构,其步骤系包含:在该半导体基板内形成场氧化物区;在该半导体基板上未覆盖该场氧化物区的区域内,成长一层闸极绝缘层;在该闸极绝缘层上沉积第一复晶矽层;在该第一复晶矽层上沉积第一金属矽化物层;在该第一金属矽化物层上沉积第一绝缘层;制定该第一绝缘层、第一金属矽化物层与第一复晶矽层的图案,在该闸极绝缘层上形成复晶矽化物闸极结构;在该半导体基板未覆盖该复晶矽化物闸极结构的区域内,离子植入第一导电型的杂质,形成淡掺杂的源极和汲极区;沉积第二层绝缘层;对该第二层绝缘层进行非均向性的蚀刻,在该复晶矽化物闸极结构的侧面上形成绝缘空间子;在该半导体基板上未覆盖该复晶矽化物闸极结构的区域内,离子植入第二导电型的杂质,形成浓掺杂的源极和汲极区;沉积第三层绝缘层;以含氧气电浆的RIE氛围进行反应式离子蚀刻,在该第三绝缘层内行成该小孔径的SAC开窗,露出该半导体基板内、位于该复晶矽化物闸极结构与该绝缘空间子之间的浓掺杂源极和及极区;在位于该复晶矽化物闸极结构之间,包括该浓掺杂源极和汲极区的该小孔径SAC开窗内,沉积第二层复晶矽;在该第二层复晶矽层上沉积第二层金属矽化物;并且制定该金属矽化物层与第二层复晶矽的图案,形成一个由复晶矽化物组成的自动对准接触(SAC)结构,完全覆盖在该小孔径的SAC开窗上,并有一部份覆盖在邻近于该小孔径的SAC开窗的复晶矽化物闸极的结构上。2.根据申请专利范围第1项的方法,其中该复晶矽化物闸极结构的第一复晶矽层是以LPCVD制程沉积而成的,温度约在500至700℃,厚约500至2000埃,反应来源为矽烷,并加入磷进行同步掺杂。3.根据申请专利范围第1项的方法,其中该复晶矽化物闸极结构的第一金属矽化物层是矽化钨,以LPCVD制程沉积而成,温度约在400至600℃,厚约750至2000埃,反应源为矽烷和六氟化钨。4.根据申请专利范围第1项的方法,其中该复晶矽化物闸极结构是以非均向性的RIE有蚀刻形成的,以CHF3作为该第一绝缘层的蚀刻剂,以Cl2作为该第一金属矽化物层和该第一复晶矽层的蚀刻剂。5.根据申请专利范围第1项的方法,其中形成在该复晶矽化物闸极结构侧面上的绝缘空间子是以TEOS作为反应源,利用LPCVD或PECVD沉积而成的氧化矽,厚约1500至4000埃,并以CHF3作为蚀刻剂的非均向性蚀刻步骤蚀刻而成。6.根据申请专利范围第1项的方法,其中该半导体基板上侧面形成有该绝缘空间子的复晶矽化物闸极结构,彼此之间的空间面积约为0.30.5微米。7.根据申请专利范围第1项的方法,其中用来在该复晶矽化物闸极结构之间露出来的半导体基板区域内形成该浓掺杂源极和汲极区的第二导电型杂质是砷或磷,植入能量约为30至100KeV,剂量约为每平方公分11014至11016原子。8.根据申请专利范围第1项的方法,其中位在该第三绝缘层内,露出该复晶矽化物闸极结构之间的浓掺杂源极和汲极区的小孔径SAC开窗,系以非均向性的RIE步骤形成的,所用的蚀刻剂为C4F8-CO-Ar,并加入流量约为每分钟1至20标准立方公分的氧气电浆,所得开窗大小约为0.40.6微米。9.根据申请专利范围第1项的方法,其中用来在该第三绝缘层内形成该小孔径SAC开窗的非均向性RIE步骤,是以光学ellipsometry在一个直径约为40至50微米的大面积测试点上进行终点侦测。10.根据申请专利范围第1项的方法,其中该第二复晶矽层是以LPCVD制程沉积而成的,温度约在500至700℃,厚约450至650埃,反应来源为矽烷,并加入磷进行同步掺杂。11.根据申请专利范围第1项的方法,其中该第二金属矽化物层是矽化钨,以LPCVD制程沉积而成,温度约在400至600℃,厚约750至2000埃,反应源为矽烷和六氟化钨。12.根据申请专利范围第1项的方法,其中该复晶矽化物SAC结构是以非均向性的RIE有蚀刻形成的,以Cl2作为该第二金属矽化物层和该第二复晶矽层的蚀刻剂。13.一种在半导体基板上制造MOSFET元件的方法,利用一层绝缘层内的小孔径SAC开窗露出该MOSFET元件的源极和汲极区,其中该小孔径SAC开窗系以氛围内含有氧气电浆的RIE步骤形成的,并以光学ellipsometry步骤在一个大面积的测试点上进行该小孔径SAC开窗之RIE的终点侦测,其步骤系包含:在该半导体基板内形成场氧化物区;在该半导体基板上未覆盖该场氧化物区的区域内,成长一层闸极绝缘层;在该闸极绝缘层上沉积一层同步掺杂的第一复晶矽层;在该第一复晶矽层上沉积第一金属矽化钨;在该第一金属矽化钨层上沉积一氮化矽层;制定该氮化矽层、第一金属矽化钨层与第一复晶矽层的图案,在该闸极绝缘层上形成复晶矽化物闸极结构;在该半导体基板未覆盖该复晶矽化物闸极结构的区域内,离子植入第一导电型的杂质,形成淡掺杂的源极和汲极区;沉积一氧化矽层;对该氧化矽层进行非均向性的蚀刻,在该复晶矽化物闸极结构的侧面上形成氧化矽空间子;在该半导体基板上未覆盖该复晶矽化物闸极结构、也未覆盖该氧化矽空间子的区域内,离子植入第二导电型的杂质,形成浓掺杂的源极和汲极区;沉积第二氧化矽层;以含氧气电浆的RIE氛围进行反应式离子蚀刻,在该第二氧化矽层内行成该小孔径的SAC开窗,露出该半导体基板内、位于该复晶矽化物闸极结构与该绝缘空间子之间的浓掺杂源极和汲极区,同时并在该大面积的测试点上以光学ellipsometry步骤进行该非均向性RIE步骤的监测;在包括该浓掺杂源极和汲极区的该小孔径SAC开窗内,沉积第二层复晶矽;在该第二层复晶矽层上沉积第二层金属矽化钨;并且制定该金属矽化钨层与第二层复晶矽的图案,形成一个由复晶矽化物组成的自动对准接触(SAC)结构,完全覆盖在该小孔径的SAC开窗上,并有一部份覆盖在邻近于该小孔径的SAC开窗的复晶矽化物闸极的结构上。14.根据申请专利范围第13项的方法,其中该复晶矽化物闸极结构的第二复晶矽层是以LPCVD制程沉积而成的,温度约在500至700℃,厚约500至2000埃,反应来源为矽烷,并加入磷进行同步掺杂。15.根据申请导利范围第13项的方法,其中该复晶矽化物闸极结构的第一金属矽化钨,是以LPCVD制程沉积而成的,温度约在400至600℃,厚约750至2000埃,反应源为矽烷和六氟化钨。16.根据申请专利范围第13项的方法,其中该复晶矽化物闸极结构是以非均向性的RIE蚀刻形成的,以CHF3作为该第一氧化矽层的蚀刻剂,以Cl2作为该第一金属矽化钨层和该第一复晶矽层的蚀刻剂。17.根据申请专利范围第13项的方法,其中形成在该复晶矽化物闸极结构侧面上的氧化矽空间子是在300至700℃的温度下,先以TEOS作为反应源,利用LPCVD或PECVD沉积一层厚约1500至4000埃的氧化矽层,再以CHF3作为蚀刻剂的非均向性RIE蚀刻步骤蚀刻而成。18.根据申请专利范围第13项的方法,其中该复晶矽化物闸极结构彼此之间的空间面积,包括该氧化矽空间子在内,约为0.30.5微米。19.根据申请专利范围第13项的方法,其中用来在该复晶矽化物闸极结构之间形成该浓掺杂区的第二导电型杂质是砷或磷,植入能量约为30至100KeV,剂量约为每平方公分11014至11016原子。20.根据申请专利范围第13项的方法,其中位在该第二氧化矽层内的小孔径SAC开窗,系以非均向性的RIE步骤形成的,所用的蚀刻剂为C4F8-CO-Ar,并加入流量约为每分钟1至20标准立方公分的氧气电浆,所得开窗大小约为0.40.6微米。21.根据申请专利范围第13项的方法,其中形成该小孔径SAC开窗的非均向性RIE步骤中,使用了光学ellipsometry进行终点侦测的该大面积测试点,直径约为40至50微米的。22.根据申请专利范围第13项的方法,其中该复晶矽SAC结构中的第二复晶矽层是以LPCVD制程沉积而成的,温度约在500至700℃,厚约450至650埃,反应来源为矽烷,并加入磷进行同步掺杂。23.根据申请专利范围第13项的方法,其中该第二金属矽化钨层,是以LPCVD制程沉积而成,温度约在400至600℃,厚约750至2000埃,反应源为矽烷和六氟化钨。24.根据申请专利范围第13项的方法,其中该复晶矽化物SAC结构是以非均向性的RIE蚀刻形成的,以Cl2作为该第二金属矽化钨层和该第二复晶矽层的蚀刻剂。图式简单说明:第一图至第二图的半导体元件剖面图,说明于绝缘层内形成SAC开窗前的MOSFET元件,同时也说明了RIE终点的测试点。第三图至第四图的半导体元件剖面图说明了传统的作法,系利用不含氧气电浆的RIE氛围来形成SAC开窗,并且利用一个大面积的测试点进行光学ellipsometry的终点测试。第五图至第六图的半导体元件剖面图说明了SAC结构的形成方法,系利用含氧气电浆的RIE氛围来形成SAC开窗,并且利用一个大面积的测试点进行光学ellipsometry的终点测试。 |
