发明名称 制造改良的复晶矽插塞结构之方法
摘要 本发明发展一种形成改良的复晶矽插塞结构的制程,该结构用于将半导体元件中之位元线结构连接至转移闸极电晶体之下方的源极和汲极区域。该制程的特征为在绝缘层中形成双形状开口,其包括窄的下开口和宽的上开口,该窄的下开口暴露出源极和汲极之顶端表面。以复晶矽的沈积和蚀刻图案导致形成该改良的的复晶矽插塞结构,其包括在该绝缘层中之上开口中之宽的且有填充复晶矽之凹槽形状,以及在该绝缘层中之下开口中之窄的复晶矽插塞,而该窄的复晶矽插塞与下方的源极和汲极区域接触。之后形成一上方的位元线结构,其经由接触窗连接到该有填充复晶矽之凹槽形状之顶端表面。
申请公布号 TW406395 申请公布日期 2000.09.21
申请号 TW087118107 申请日期 1998.10.31
申请人 世界先进积体电路股份有限公司 发明人 钱河清
分类号 H01L23/522 主分类号 H01L23/522
代理机构 代理人 洪澄文 台北巿信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种于半导体基板上制造改良的复晶矽插塞结构之方法,其包括步骤:提供一转移闸极电晶体,其包括在下埋的闸极绝缘层之上之复数个复晶矽闸极结构,以及位于复数个复晶矽闸极结构间之源极和汲极区域;在第一绝缘层中形成双形状开口,该开口包括位于该第一绝缘层顶端之上开口以及位于该第一绝缘层底部之下开口,其中该下开口之直径较该上开口窄以及该下开口暴露部分该源极和汲极区域之顶端表面;在该双形状开口中形成该改良的复晶矽插塞结构,其包括该双形状开口之该上开口中之上方的且有填充复晶矽之凹槽形状,以及在该双形状开口之该下开口中之下方的复晶矽接触插塞,其中该复晶矽接触插塞接触该源极和汲极区域;在第二绝缘层中形成位元线接触窗;以及在该第二绝缘层上和该位元线接触窗中形成一位元线结构,其中该位元线结构在该位元线接触窗中接触该上方的且有填充复晶矽之凹槽形状之表面。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一绝缘层为氧化矽层,其采用LPCVD或PECVD方法沈积厚度至约8000埃到10000埃之间后,再使用化学机械研磨法之平坦化方法将该氧化矽层之厚度最后研磨至约3000埃到5000埃之间。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中位于该第一绝缘层顶端表面中该双形状开口之该上开口是经由使用以CHF3当蚀刻剂之非等向性的RIE蚀刻法而产生一约2000埃到4000埃之间之深度。4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中位于该第一绝缘层顶端表面中该双形状开口之该上开口经由暴露于一种缓冲的氢氟酸溶液中而扩大,以增加该上开口宽度至约25至50百分比。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中位于该第一绝缘层底部中该双形状开口之该下开口之直径约2500埃至3500埃之间,以及该下开口经使用以CHF3当蚀刻剂的非等向性RIE蚀刻法而产生。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该改良的复晶矽插塞结构是用LPCVD方法沈积厚度至约3000到6000埃之间,以及使用以Cl2当蚀刻剂的RIE回蚀法或经使用CMP方法来蚀刻图案。7.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第二绝缘层为用LPCVD或PECVD方法沈积至厚度至约1000到3000埃之间之一氧化矽层。8.如申请专利范围第1项所述之方法,其中在该第二绝缘层中之该位元线接触窗之开启乃使用以CHF3当蚀刻剂之非等向性RIE蚀刻法来完成。9.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该位元线结构包括一下方的复晶矽形状以及一上方的矽化钨层。该复晶矽形状经由LPCVD方法沈积一复晶矽层至厚度约1000到3000埃之间;该矽化钨层经由LPCVD方法沈积至厚度约1000埃到3000埃之间,然后以Cl2当蚀刻剂之RIE蚀刻法对该复晶矽形状以及该矽化钨层蚀刻图案。10.一种在半导体基板上制造用于半导体记忆装置之改良的复晶矽插塞结构之方法,其特征为在一绝缘层中之双形状开口,其中在该双开口中填以复晶矽,以及该双开口连接一上方的位元线结构至一下方的转移闸极电晶体之源极和汲极区域,包括步骤:提供复数个转移闸极电晶体,其包括在一闸极绝缘层上之复数个复晶矽闸极结构,并且该源极和汲极区域介于该复数个复晶矽闸极结构之间;沈积第一氧化矽层;在该第一氧化矽层顶端中,形成该双形状开口之上开口;拓宽在该第一氧化矽层顶端中之该上开口;在该第一氧化矽层底部中形成该双形状开口之窄的下开口,其中该窄的下开口暴露该源极和汲极区域之部分顶端表面;在该第一氧化矽层顶端表面上沈积第一复晶矽层,其完全填满在该第一氧化矽层中之该双形状开口;从该第一氧化矽层顶端表面移除该第一复晶矽层以形成该改良的复晶矽插塞结构,该结构包括在该双形状开口之该上开口中之上方的且有填充复晶矽之凹槽形状,以及下方且窄的复晶矽插塞,该下方且窄的复晶矽插塞藉由在该双形状开口之窄的下开口接触该源极和汲极区域;沈积第二氧化矽层;在该第二氧化矽层中开启一位元线接触窗,该接触窗暴露该上方的且有填充复晶矽之凹槽形状之部分顶端表面;在该第二氧化矽层之顶端表面上以及该位元线接触窗之中沈积第二复晶矽层;沈积一金属矽化物层在该第二复晶矽层上;以及对该金属矽化物层以及对该第二复晶矽层蚀刻图案以制造该位元线结构,其在该位元线接触窗中接触该上方的且有填充复晶矽之凹槽形状之顶端表面。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该第一氧化矽层是用LPCVD或PECVD方法沈积厚度至约8000埃到10000埃之间后,再使用CMP之平坦化方法将该氧化矽层最后研磨至厚度约3000埃到5000埃之间而完成。12.如申请专利范围第10项所述之方法,其中在第一氧化矽层之顶端制造该双形状开口中之该上开口,该上开口经由使用以CHF3当蚀刻剂之非等向性的RIE蚀刻法而产生约2000埃到4000埃之间之一深度。13.如申请专利范围第10项所述之方法,其中位于该双形状开口中之该上开口经由一种等向性缓冲的氢氟酸溶液处理而扩宽约25至50百分比。14.如申请专利范围第10项所述之方法,其中位于该双形状开口中之该窄的开口形成于该第一绝缘层之该底部中,该窄的下开口经由使用以CHF3当蚀刻剂的非等向性RIE蚀刻法而形成约2500至3500之间之直径。15.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该第一复晶矽层是用LPCVD方法沈积厚度至约3000到6000埃之间16.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该改良的复晶矽插塞结构经以Cl2当蚀刻剂的RIE方法从该第一氧化矽层之顶端表面移除该第一复晶矽层而形成。17.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该改良的复晶矽插塞结构经CMP方法从该第一氧化矽层之顶端表面移除该第一复晶矽层而形成。18.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该第二氧化矽层乃用LPCVD或PECVD方法沈积至厚度约1000埃到3000埃之间。19.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该第二复晶矽层乃用LPCVD方法沈积厚度至约500到1000埃之间。20.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该金属矽化物层为矽化钨,其乃用LPCVD方法沈积厚度至约1000到2000埃之间。21.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该位元线结构经由对该金属矽化物层以及该第二复晶矽层施以Cl2当蚀刻剂之非等向性RIE蚀刻法而形成。图式简单说明:第三图A,第四图A,第五图A和第七图A概略地显示在制造改良的的复晶矽插塞结构中重要步骤之顶视图。第一图,第二图,第三图B,第四图B,第五图B,第六图A,第六图B,第三图C,第四图C,第五图C,第七图C,第四图D,以及第七图B概略地显示在制造改良的的复晶矽插塞结构中重要步骤之横截面图。
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