一种在半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方法.pdf

一种在半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方法,该方法的特征在于形成在栅极结构边缘的复合间隙壁,复合间隙壁包含一个底层氮化硅间隙壁以及一个上层未掺杂硅间隙壁。未掺杂硅间隙壁的未掺杂硅填充底层氮化硅间隙壁中可能的缺陷与针孔,因而消除因导电性的自行对准的接触窗结构经过氮化硅间隙壁中的缺陷或针孔直接与导电性的栅极区域接触可能发生的短路或漏电的现象。

1、一种在半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方法，所说方
法包含的步骤有：
在基底的底层栅极绝缘层上形成一个被氮化硅覆盖的栅极结构；
在未被栅极结构覆盖的半导体基底的区域形成轻微掺杂的源极/漏极
区域；
在被氮化硅覆盖的栅极结构的边缘形成复合间隙壁，其中各复合间隙
壁包含有一个底层氮化硅间隙壁以及一个上层未掺杂硅间隙壁；
在未为被氮化硅覆盖的栅极结构及复合间隙壁所覆盖的半导体基底区
域中形成重掺杂源极/漏极区域；
淀积一氧化硅层；
在氧化硅层中形成自行对准的接触窗口，其中自行对准接的触窗口露
出重掺杂源极/漏极区域；以及
在自行对准的接触窗口中形成一个自行对准的接触结构，其中自行对
准的接触结构将完全置于底层的重掺杂源极/漏极区域上，并与位于氮化
硅覆盖的栅极结构边缘上的所述复合间隙壁连接。
2、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方
法，其特征在于栅极绝缘层为二氧化硅层，二氧化硅层以热生长方式形
成，其厚度在50至100埃之间。
3、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方
法，其特征在于被氮化硅覆盖的栅极结构由厚度1000至3000埃的掺杂多晶
硅组成。
4、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方
法，其特征在于被氮化硅覆盖的栅极结构是可由厚度1000至3000埃的多晶
硅化金属组成，其中多晶硅化金属由一个上层金属硅化物层以及一个底层
掺杂多晶硅层组成，且金属硅化层物可为硅化钨。
5、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方
法，其特征在于覆盖氮化硅层是经过低压化学气相淀积或等离子体增强化
学气淀积其中的一种方式形成的，厚度为300至1500埃之间。
6、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方
法，其特征在于在轻微掺杂源极/漏极区域之间的沟道长度低于0.10微
米。
7、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方
法，其特征在于复合间隙壁的氮化硅间隙壁是经过低压化学气相淀积或等
离子体增强化学气相淀积其中的一种方式形成的，厚度为50至500埃之
间。
8、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方
法，其特征在于复合间隙壁的未掺杂硅间隙壁由未掺杂多晶硅经低压化学
气相淀积形成，厚度在50至200埃之间。
9、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方
法，其特征在于复合间隙壁的未掺杂硅间隙壁由非晶硅经过低压化学气相
淀积形成，厚度在50至200埃之间。
10、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的
方法，其特征在于复合间隙壁是经过非各向同性活性离子蚀刻过程形成，
其中使用Cl₂或SF₆作为未掺杂多晶硅的蚀刻剂，并使用CF₄或CHF₃作为氮化
硅层的蚀刻剂。
11、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的
方法，其特征在于该重掺杂源极/漏极区域是经过植入砷或磷离子形成，
其能量在40至80KeV之间，剂量在1E14至1E15个原子/cm²之间，植入角度
在0至7度之间。
12、如权利要求1所述的半导体基底上形成。自行对准的接触窗结构的
方法，其特征在于在包含有复合间隙壁的被氮化硅覆盖的并列的栅极结构
之间的间隔在0.01至0.10微米之间。
13、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的
方法，其特征在于在氧化硅层中的自行对准接触窗的直径在0.01至0.1微
米之间。
14、如权利要求1所述的半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的
方法，其特征在于自行对准的接触窗结构是由掺杂多晶硅、硅化钨或钨其
中之一组成。
15、一种在半导体基底上的氧化硅层中形成自行对准的接触窗开口的
方法，其中自行对准的接触窗开口露出，置于被氮化硅覆盖的栅极结构边
缘上的复合间隙壁，且其中的复合间隙壁包含一个底层氮化硅间隙壁与一
个上层未掺杂硅间隙壁，所说的方法包含的步骤有：
在底层二氧化硅栅极绝缘层上形成一个被氮化硅覆盖的栅极结构；
在未被氮化硅覆盖的栅极结构覆盖的半导体基底区域中形成轻微掺杂
源极/漏极区域；
淀积氮化硅层；
淀积未掺杂硅层；
进行非各向同性干式蚀刻，在被氮化硅覆盖的栅极结构边缘上形成所
述复合间隙壁，其中复合间隙壁包含上层未掺杂硅间隙壁以及底层氮化硅
间隙壁；
在未被氮化硅覆盖的栅极结构，或在未被氮化硅覆盖的栅极结构上的
复合间隙壁覆盖的半导体基底区域形成重掺杂源极/漏极区域；
淀积所述氧化硅层；
将氧化硅层平坦化；
在氧化硅层中形成自行对准的接触窗开口，其中在被氮化硅覆盖的栅
极结构处暴露出自行对准的接触窗开口，且包含复合间隙壁的间隔中的重
掺杂源极/漏极区域，并暴露出复合间隙壁；
淀积一导电层，填满自行对准的接触窗口；以及
从该氧化层的顶端表面去除部分导电层，在自行对准的接触窗口中形
成一个自行对准的接触窗结构，其中自行对准的接触窗结构将完全置于被
氮化硅覆盖的栅极结构间的这部分重掺杂源极/漏极区域上，且其中自行
对准的接触窗与复合间隙壁边缘连接。
16、如权利要求15所述的在半导体基底上的氧化硅层中形成自行对准
的接触窗的方法，其特征在于二氧化硅栅极绝缘层以热生长方式形成，其
厚度在50至100埃之间。
17、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于被氮化硅覆盖的栅极结构的栅极结构由厚度
1000至3000埃的掺杂多晶硅组成。
18、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于轻微掺杂源极/漏极区域是经过植入砷或磷
离子形成的，其能量在30至70KeV之间，剂量在1E13至1E14个原子/cm²之
间。
19、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于在轻微掺杂源极/漏极区域之间的沟道长度
低于0.10微米。
20、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于复合间隙壁的氮化硅间隙壁是经过低压化学
气相淀积或等离子体增强化学气相淀积其中的一种方式形成，其厚度在50
至500埃之间。
21、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于复合间隙壁的未掺杂硅间隙壁经过低压化学
气相淀积形成，其厚度在50至200埃厚度之间。
22、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于复合间隙壁的未掺杂硅间隙壁是经过低压化
学气相淀积形成，其厚度在50至200埃之间。
23、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于重掺杂源极/漏极区域是经过植入砷或磷离
子形成的，其能量在40至80KeV之间，剂量在1E14至1E15个原子/cm₂之
间，植入角度在0至7度之间。
24、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于在包含复合间隙壁的被氮化硅覆盖的栅极结
构的间隔在0.01至0.10微米之间。
25、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于氧化硅层是经过低压化学气相学积或等离子
体增强化学气相淀积其中之一的方式形成，其厚度在3000至12000埃之
间。
26、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于在氧化硅层中的自行对准接触窗的直径在
0.01至0.1微米之间。
27、如权利要求15所述的形成自行对准接触窗于一半导体基底上的氧
化硅层中的方法，其特征在于自行对准接触结构由掺杂多晶硅、硅化钨、
或钨其中之一组成。

一种在半导体基底上形成自行对准的接触窗结构的方法

本发明涉及半导体元件的制造方法，特别涉及一种用于在栅极结构之
间形成一个自行对准的接触窗结构以暴露出半导体基底中的导电区的方
法。