專利名稱：用于制造半導(dǎo)體器件的觸點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造半導(dǎo)體器件的方法，更具體地說涉及制造半導(dǎo)體存儲器件的觸點(diǎn)的方法。
圖1A到1B依次示出了用于制造半導(dǎo)體存儲器件的常規(guī)存儲節(jié)點(diǎn)的方法的工藝。
如圖1A所示，制造DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器)單元電容器的存儲節(jié)點(diǎn)的常規(guī)方法遵從如下步驟。在半導(dǎo)體襯底1上形成層間絕緣膜2。對層間絕緣膜2進(jìn)行腐蝕，直至半導(dǎo)體襯底1的一部分的上表面露出為止，從而形成接觸孔3，即存儲節(jié)點(diǎn)接觸孔3。在層間絕緣膜2上形成用于形成存儲節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)電層4，例如多晶硅層，從而填塞接觸孔3。
在使用存儲節(jié)點(diǎn)形成掩模對多晶硅層4進(jìn)行構(gòu)圖時(shí)，如圖1B所示形成了存儲節(jié)點(diǎn)4a。在這種情況下，圖2為平面投影圖，示出了與接觸孔3正確對準(zhǔn)的存儲節(jié)點(diǎn)4a。
如圖3所示，如果在存儲節(jié)點(diǎn)構(gòu)圖工藝中出現(xiàn)存儲節(jié)點(diǎn)4b和接觸孔3之間的未對準(zhǔn)，則通過通常在用于使存儲節(jié)點(diǎn)構(gòu)圖的干腐蝕工藝過程中進(jìn)行的過腐蝕工藝，會(huì)產(chǎn)生使存儲節(jié)點(diǎn)4b的頸部變窄的頸縮(參考標(biāo)號5)。
圖4是圖3的平面投影圖，這里參考標(biāo)號5是存儲節(jié)點(diǎn)4b和接觸孔3之間的連接部。如果頸縮嚴(yán)重，存儲節(jié)點(diǎn)4b就會(huì)塌落。
本發(fā)明是考慮到上述問題作出的，因此本發(fā)明的目的是提供一種用于制造半導(dǎo)體存儲器件的觸點(diǎn)的方法，以便盡管其未對準(zhǔn)也能防止存儲節(jié)點(diǎn)的嚴(yán)重頸縮。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于制造半導(dǎo)體存儲器件的觸點(diǎn)的方法，以防止存儲節(jié)點(diǎn)的塌落。
根據(jù)本發(fā)明的這些目的，該方法包括下列步驟在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣膜；選擇腐蝕層間絕緣膜，直至半導(dǎo)體襯底的一部分露出為止，由此在其中形成接觸孔；在接觸孔中形成接觸檢塞，這里接觸栓塞連接到半導(dǎo)體襯底上，并具有比層間絕緣膜的上表面低的上表面；在層間絕緣膜上以及接觸孔的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上形成第一導(dǎo)電層，使之與接觸栓塞電連接；用一材料層填塞接觸孔；在包括材料層的第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層；以及使用接觸電極形成掩模順次腐蝕第二和第一導(dǎo)電層，由此形成接觸電極。
根據(jù)本發(fā)明的這些目的，該方法包括下列步驟在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣膜；腐蝕層間絕緣膜，直至半導(dǎo)體襯底的一部分露出為止，由此在其中形成接觸孔；在接觸孔中形成接觸栓塞，這里接觸栓塞連接到半導(dǎo)體襯底上，并具有比層間絕緣膜的上表面低的上表面；在層間絕緣膜上以及接觸孔的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上形成第一導(dǎo)電層，使之與接觸栓塞電連接；在接觸孔兩個(gè)側(cè)壁的第一導(dǎo)電層上形成接觸間隔層；在第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層，以便填塞接觸孔；以及使用接觸電極形成掩模順次腐蝕第二和第一導(dǎo)電層，由此形成接觸電極。
參看圖5E和7E，在形成凹陷的接觸栓塞后，在層間絕緣膜上以及在凹陷的接觸栓塞形成之后的接觸孔的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上形成與接觸栓塞電連接的導(dǎo)電層。用材料層填塞接觸孔，或利用材料層在接觸孔兩個(gè)側(cè)壁的導(dǎo)電層上形成接觸間隔層。然后用相對于導(dǎo)電層和用于形成后面的存儲節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)電層具有腐蝕選擇性的材料制成材料層。根據(jù)本發(fā)明，盡管其未對準(zhǔn)也能防止存儲節(jié)點(diǎn)的嚴(yán)重頸縮。因此，防止了存儲節(jié)點(diǎn)的塌落。
通過參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。
圖1A到1B是依次示出制造現(xiàn)有的半導(dǎo)體存儲器件的方法的工藝的剖面圖；圖2是圖1B的平面投影圖；圖3是示出現(xiàn)有的未對準(zhǔn)存儲節(jié)點(diǎn)的剖面圖；圖4是圖3的平面投影圖；圖5A到5E是依次示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的制造半導(dǎo)體存儲器件的新穎方法的工藝的剖面圖；圖6是圖5E的平面投影圖；圖7A到7E是依次示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的制造半導(dǎo)體存儲器件的新穎方法的工藝的剖面圖；圖8是圖7E的平面投影圖；圖9是示出根據(jù)第二實(shí)施例的未對準(zhǔn)的存儲節(jié)點(diǎn)的剖面圖；圖10是圖9的平面投影圖。
(第一實(shí)施例)現(xiàn)在將參照附圖，結(jié)合優(yōu)選或典型實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖5A到5E依次示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的制造半導(dǎo)體存儲器件的新穎方法的工藝。
參看圖5A，在半導(dǎo)體襯底100上形成層間絕緣膜102。使用形成在其上的光致抗蝕劑圖形(未示出)作為掩模，對層間絕緣膜102進(jìn)行腐蝕。結(jié)果形成了接觸孔103即存儲節(jié)點(diǎn)接觸孔103，從而露出半導(dǎo)體襯底100的一部分例如雜質(zhì)區(qū)(未示出)的一部分的上表面。形成凹陷的接觸栓塞104，以便填塞接觸孔103的一部分。凹陷的接觸栓塞104的凹陷深度(t)在100埃到5000埃的范圍內(nèi)。
通過如下工藝形成凹陷的接觸栓塞104。在層間絕緣膜102上形成導(dǎo)電層以填充接觸孔103后，利用深腐蝕工藝對導(dǎo)電層進(jìn)行平面腐蝕。導(dǎo)電層被過腐蝕，從而使接觸栓塞104的上表面高度低于層間絕緣膜102的上表面高度，即凹陷的接觸栓塞104具有凹陷深度(t)。從而形成了凹陷的接觸栓塞104。
或者，在層間絕緣膜102上形成導(dǎo)電層以填充接觸孔103后，利用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)工藝對導(dǎo)電層進(jìn)行平面腐蝕，直至露出層間絕緣膜102的上表面為止。接著，利用濕腐蝕工藝或干腐蝕工藝對接觸孔103中的導(dǎo)電層的一部分進(jìn)行腐蝕，從而形成凹陷的接觸栓塞104。
用于形成凹陷的接觸栓塞104的導(dǎo)電層由選自由硅(多晶硅)、Ti、TiN、W、WN、Al、Cu、Pt、Au、Ag及其組合物構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
參看圖5B，在層間絕緣膜102以及接觸孔103的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上形成與凹陷的接觸栓塞104電連接的如帽蓋層這樣的導(dǎo)電層105。導(dǎo)電層105由選自由硅(多晶硅)、Ti、TiN、W、WN、Al、Cu、Pt、Au、Ag及其組合物構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。導(dǎo)電層105的厚度范圍為100埃到3000埃。
參看圖5C，在導(dǎo)電層105上形成材料層106以填塞接觸孔103。材料層106由相對于導(dǎo)電層105和用下面工藝形成的存儲電極材料具有腐蝕選擇性的材料制成，并且由導(dǎo)電材料或絕緣材料制成。
諸如氧化硅層這樣的材料層106由選自由BPSG、PSG、SiO2和Fox(可流動(dòng)氧化物)構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。此外，材料層106可以由選自由Si-O、Si-O-N、Si-N、Al-O、Al-N、B-N、Ti-N、W-Si和W-N構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
參看圖5D，利用例如深腐蝕工藝對材料層106進(jìn)行平面腐蝕，直至在接觸孔103兩側(cè)的導(dǎo)電層105的上表面露出為止，從而使材料層106被隔離。結(jié)果形成了材料層栓塞106a，例如氧化硅栓塞。在包括材料層栓塞106a的導(dǎo)電層105上形成用于形成存儲節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)電層108。
導(dǎo)電層108由選自由硅(多晶硅)、Ti、TiN、W、WN、Al、Cu、Pt、Au、Ag及其組合物構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。這里，凹陷的接觸栓塞104和導(dǎo)電層105、108最好都由多晶硅制成，而材料層栓塞106a由氧化硅制成。
如圖5E所示，利用常規(guī)的光刻工藝使導(dǎo)電層108構(gòu)圖，由此形成諸如DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器)單元電容器的下電極這樣的存儲節(jié)點(diǎn)110。這里示出的存儲節(jié)點(diǎn)110與接觸孔103未對準(zhǔn)。由于材料栓塞106a相對于導(dǎo)電層105、108具有腐蝕選擇性，盡管未對準(zhǔn)程度與圖3所示的現(xiàn)有的存儲節(jié)點(diǎn)類似，但卻不產(chǎn)生現(xiàn)有的嚴(yán)重頸縮。圖6是圖5E的平面投影圖。
參看圖6，盡管存儲節(jié)點(diǎn)110與接觸孔103未對準(zhǔn)，但它被導(dǎo)電層105和材料層栓塞106a所支撐。參考標(biāo)號111是存儲節(jié)點(diǎn)110和接觸孔103之間的連接部。
考慮到存儲節(jié)點(diǎn)110和接觸孔103之間的連接面積，對材料層栓塞106的半徑進(jìn)行控制，以獲得未對準(zhǔn)裕度和其間的接觸電阻。這通過控制在材料層106淀積之前形成的導(dǎo)電層105的厚度是可行的。(第二實(shí)施例)現(xiàn)在將參照附圖，結(jié)合優(yōu)選或典型實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖7A到7E依次示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的制造半導(dǎo)體存儲器件的方法的工藝。
參看圖7A，在半導(dǎo)體襯底200上形成層間絕緣膜202。使用形成在其上的光致抗蝕劑圖形(未示出)作為掩模，對層間絕緣膜202進(jìn)行腐蝕。結(jié)果形成了接觸孔203即存儲節(jié)點(diǎn)接觸孔203，從而露出半導(dǎo)體襯底200的一部分例如雜質(zhì)區(qū)(未示出)的一部分的上表面。形成凹陷的接觸栓塞204，以便填塞接觸孔203的一部分。
象第一實(shí)施例那樣，利用深腐蝕工藝對所形成用以填充接觸孔203的導(dǎo)電層進(jìn)行過腐蝕，或者在利用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)工藝對其進(jìn)行平面腐蝕后，利用濕腐蝕工藝或干腐蝕工藝對其進(jìn)行進(jìn)一步腐蝕，由此形成凹陷的接觸栓塞204。凹陷的接觸栓塞204的凹陷深度(t)在100埃到5000埃的范圍內(nèi)。
用于形成凹陷的接觸栓塞204的導(dǎo)電層由選自由硅(多晶硅)、Ti、TiN、W、WN、Al、Cu、Pt、Au、Ag及其組合物構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
參看圖7B，在層間絕緣膜202以及接觸孔203的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上形成與凹陷的接觸栓塞204電連接的如帽蓋層這樣的導(dǎo)電層205。導(dǎo)電層205的厚度范圍為100埃到3000埃，并由選自由硅(多晶硅)、Ti、TiN、W、WN、Al、Cu、Pt、Au、Ag及其組合物構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
參看圖7C，在導(dǎo)電層205上以及接觸孔203的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上形成相對于導(dǎo)電層205具有腐蝕選擇性的材料層206。材料層206由相對于用于形成后面的存儲節(jié)點(diǎn)的材料具有腐蝕選擇性的導(dǎo)電材料或絕緣材料制成。
諸如氧化硅層這樣的材料層206由選自由BPSG、PSG、SiO2和Fox(可流動(dòng)氧化物)構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。此外，材料層可以由選自由Si-O、Si-O-N、Si-N、Al-O、Al-N、B-N、Ti-N、W-Si和W-N構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
參看圖7D，利用深腐蝕工藝對材料層206進(jìn)行腐蝕，從而形成接觸間隔層206，例如氧化硅間隔層。在導(dǎo)電層205上形成用于形成存儲節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)電層208，以便填塞接觸孔203。
導(dǎo)電層208由選自由硅(多晶硅)、Ti、TiN、W、WN、Al、Cu、Pt、Au、Ag及其組合物構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。這里，凹陷的接觸栓塞204和導(dǎo)電層205、208最好都由多晶硅制成，而接觸間隔層206a由氧化硅制成。
如圖7E所示，利用常規(guī)的光刻工藝使導(dǎo)電層208構(gòu)圖，由此形成諸如DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器)單元電容器的下電極這樣的存儲節(jié)點(diǎn)210。這里示出的存儲節(jié)點(diǎn)210與接觸孔203未對準(zhǔn)。由于接觸間隔層206a相對于導(dǎo)電層205、208具有腐蝕選擇性，因而不產(chǎn)生現(xiàn)有的嚴(yán)重頸縮。
圖8是圖7E的平面投影圖。
參看圖8，盡管在接觸間隔層206a外可能產(chǎn)生小的頸縮，但接觸間隔層206a理想地保持了其中的存儲節(jié)點(diǎn)210與接觸孔203的連接(參考標(biāo)號211)。
如圖9所示，如果在導(dǎo)電層圖形208b的形成期間存儲節(jié)點(diǎn)210和接觸孔203的未對準(zhǔn)嚴(yán)重，如圖10所示，則頸縮也可能在接觸間隔層206a內(nèi)產(chǎn)生。因此，存儲節(jié)點(diǎn)210和接觸孔203不在接觸間隔層206a內(nèi)部直接連接，而是在接觸間隔層206a外的一部分處連接。
接觸間隔層206a的厚度和半徑應(yīng)被適當(dāng)?shù)乜刂?，以防止這種情況。通過控制導(dǎo)電層205的厚度來控制接觸間隔層206a的半徑，通過控制材料層206的厚度來控制其厚度。
用相對于存儲節(jié)點(diǎn)具有腐蝕選擇性的材料填充接觸孔的一部分，或者接觸間隔層由該材料形成，因此，盡管其未對準(zhǔn)也能防止存儲節(jié)點(diǎn)的嚴(yán)重頸縮。這樣，防止了存儲節(jié)點(diǎn)的塌落。
盡管已詳細(xì)描述和示出了本發(fā)明，但可以清楚地理解其只是說明性和示范性的，而不應(yīng)被當(dāng)作限制性的，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍只由所附的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1．用于制造半導(dǎo)體存儲器件的觸點(diǎn)的方法，包括下列步驟在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣膜；選擇腐蝕所述層間絕緣膜，直至所述半導(dǎo)體襯底的一部分露出為止，由此在其中形成接觸孔；在所述接觸孔中形成接觸栓塞，其中所述接觸栓塞連接到所述半導(dǎo)體襯底上，并具有比所述層間絕緣膜的上表面低的上表面；在所述層間絕緣膜上以及所述接觸孔的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上形成第一導(dǎo)電層，使之與所述接觸栓塞電連接；用材料層填塞所述接觸孔；在包括所述材料層的所述第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層；以及使用接觸電極形成掩模順次腐蝕第二和第一導(dǎo)電層，由此形成接觸電極。
2．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，形成所述接觸栓塞的步驟包括下列步驟在所述層間絕緣膜上形成導(dǎo)電層，以填充所述接觸孔；和對所述導(dǎo)電層進(jìn)行深腐蝕，以通過過腐蝕形成凹陷的接觸栓塞。
3．如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述凹陷的接觸栓塞的凹陷深度在100埃到5000埃的范圍內(nèi)。
4．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，形成接觸栓塞的步驟包括下列步驟在所述層間絕緣膜上形成導(dǎo)電層，以填充所述接觸孔；利用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)工藝對所述導(dǎo)電層進(jìn)行平面腐蝕，直至所述層間絕緣膜的所述上表面露出為止；以及利用干腐蝕或濕腐蝕工藝對所述導(dǎo)電層的一部分進(jìn)行腐蝕，由此形成凹陷的接觸栓塞。
5．如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述凹陷的接觸栓塞的凹陷深度在100埃到5000埃的范圍內(nèi)。
6．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述導(dǎo)電層的厚度在100埃到3000埃的范圍內(nèi)。
7．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述材料層由相對于所述第一和第二導(dǎo)電層具有腐蝕選擇性的導(dǎo)電層或絕緣層制成。
8．如權(quán)利要求7的方法，其特征在于，所述絕緣層由氧化硅制成。
9．如權(quán)利要求7的方法，其特征在于，所述絕緣層由選自由BPSG、PSG、SiO2和Fox(可流動(dòng)氧化物)構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
10．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述材料層由選自由Si-O、Si-O-N、Si-N、Al-O、Al-N、B-N、Ti-N、W-Si和W-N構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
11．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述接觸栓塞、第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層分別由選自由硅(多晶硅)、Ti、TiN、W、WN、Al、Cu、Pt、Au、Ag及其組合物構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
12．用于制造半導(dǎo)體存儲器件的觸點(diǎn)的方法，包括下列步驟在半導(dǎo)體襯底上形成層間絕緣膜；腐蝕所述層間絕緣膜，直至所述半導(dǎo)體襯底的一部分露出為止，由此在其中形成接觸孔；在所述接觸孔中形成接觸栓塞，其中所述接觸栓塞連接到所述半導(dǎo)體襯底上，并具有比所述層間絕緣膜的上表面低的上表面；在所述層間絕緣膜上以及所述接觸孔的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上形成第一導(dǎo)電層，使之與所述接觸栓塞電連接；在所述接觸孔的兩個(gè)側(cè)壁的所述第一導(dǎo)電層上形成接觸間隔層；在所述第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層，以便填塞所述接觸孔；以及使用接觸電極形成掩模順次腐蝕所述第二和第一導(dǎo)電層，由此形成接觸電極。
13．如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，所述接觸間隔層由相對于所述第一和第二導(dǎo)電層具有腐蝕選擇性的導(dǎo)電材料或絕緣材料制成。
14．如權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述絕緣材料由氧化硅制成。
15．如權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述絕緣材料由選自由BPSG、PSG、SiO2和可流動(dòng)氧化物構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
16．如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，所述接觸間隔層由選自由Si-O、Si-O-N、Si-N、Al-O、Al-N、B-N、Ti-N、W-Si和W-N構(gòu)成的一組物質(zhì)中的一種制成。
全文摘要
制造半導(dǎo)體存儲器件的觸點(diǎn)的方法包括下列步驟在層間絕緣膜中形成接觸孔直至露出半導(dǎo)體襯底的一部分；形成連接到接觸孔下面的半導(dǎo)體襯底上的接觸栓塞，其上表面比層間絕緣膜的上表面低；在層間絕緣膜上和接觸孔的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上形成第一導(dǎo)電層與接觸栓塞電連接；用材料層填塞接觸孔后在第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層，或在接觸孔的兩個(gè)側(cè)壁的第一導(dǎo)電層上形成接觸間隔層；使用接觸電極形成掩模順次腐蝕第二和第一導(dǎo)電層以形成接觸電極。
文檔編號H01L23/485GK1237782SQ9910788
公開日1999年12月8日 申請日期1999年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月2日
發(fā)明者丁寅權(quán) 申請人:三星電子株式會(huì)社