專(zhuān)利名稱(chēng)：在大高寬比孔徑中噴鍍導(dǎo)體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與集成電路結(jié)構(gòu)的互連有關(guān)，尤其是與大高寬比孔徑中噴鍍導(dǎo)體有關(guān)。
當(dāng)集成電路結(jié)構(gòu)更加密集的時(shí)候，在各結(jié)構(gòu)之間就更需要用低電阻的金屬互連。在當(dāng)今工業(yè)中使用化學(xué)汽化鍍(CVD)鎢、蒸發(fā)摻以銅或硅的鋁和鈦或鈷的硅化物來(lái)提供這種互連。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為了保持這些金屬的低阻性，必需在金屬和被接觸的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間應(yīng)有某種阻擋層。這些阻擋層防止了金屬和層下結(jié)構(gòu)之間的尖峰形成(spoknig)，同時(shí)也防止在金屬沉積期間能滲透進(jìn)層下結(jié)構(gòu)的非導(dǎo)電物質(zhì)的擴(kuò)散。例如，在化學(xué)汽化鍍鎢期間，六氟化鎢化學(xué)還原的氟付產(chǎn)物參滲透下層，降低了電阻率特性。此外，當(dāng)層下結(jié)構(gòu)包含非活性絕緣物例如氧化硅時(shí)，在金屬和絕緣物之間的阻擋層增強(qiáng)了粘合力。最后，某此阻擋層例如鈦有助于通過(guò)和天然的氧化物起反應(yīng)除去這些氧化物降低界面電阻，也有助于從露出的界面蝕刻殘余部分。
現(xiàn)在已經(jīng)在工藝中使用的一種阻擋層是氮化鈦(TiN)。一般，氮化鈦(TiN)阻擋層是通過(guò)從周?chē)拟佋椿蛑苯訌牡佋椿钚試婂兌傻?。?shí)例有美國(guó)專(zhuān)利4，783，248“Method For The Production of A Titanium/Titanium Nitride Double Layer，”Kohlhase等人提出并已轉(zhuǎn)讓給西門(mén)子(Siemens);美國(guó)專(zhuān)利4，822，753“Method For Making A W/TiN Contact”，Pintchovski等人提出并已轉(zhuǎn)讓給摩托羅拉(Motorola);美國(guó)專(zhuān)利4，920，073“Selectiue Silicidation Process Using A Titanium Nitride Protective Layer”，Wei等人提出并已轉(zhuǎn)讓給得克薩斯儀器公司(Texas Instrumemts)。
當(dāng)使用平面源的時(shí)候，常規(guī)的噴鍍能得到很好的結(jié)果。此外，如果有一個(gè)穿過(guò)鈍化層或其他絕緣層到達(dá)一個(gè)層下結(jié)構(gòu)的孔(或通路)，孔的高度與它的寬度之比(以下稱(chēng)為高寬比)小于1∶1，則噴鍍這樣的孔的壁和底，這種常規(guī)的噴鍍也是有用的。然而，當(dāng)孔的高寬比變大時(shí)，常規(guī)的噴鍍方法不能得滿(mǎn)意的結(jié)果。具體地說(shuō)，由于孔壁遮擋住底下露出的表面，使得沉積在孔底部的材料少于孔的頂部。結(jié)果是沉積在上表面的材料更增加了遮擋效應(yīng)。因此過(guò)早地封住了孔的上部，而阻止了有效地鍍孔的下部。
這個(gè)問(wèn)題在美國(guó)專(zhuān)利4，879，709“Titanium Nitride Film In Contact Hole With Large Aspect Patio”，(Yokoyama等人提出并已轉(zhuǎn)讓給日立公司(Hitachi))的圖5中已說(shuō)明。在鈍化層的上表面氮化鈦鍍層的厚度為135nm而在接觸孔的底部鍍層厚度只有40nm。還可以看到，鈍化層上表面的氮化鈦延伸進(jìn)接觸孔，在接觸孔的上壁形成園拱形沉積。這種沉積在噴鍍或CVD噴鍍導(dǎo)電膜完全填滿(mǎn)以前就將接觸孔封住。
Yokoyama等人提出的解決方法是在等離子體CVD反應(yīng)中噴鍍氮化鈦。就基本性而言，CVD有助于保形鍍覆，因此，接觸孔底部的鍍料的量與上部水平面上鍍料的量是差不多的。這將防止形成上述園拱形沉積。遺憾的是，這是用像四氯化鈦那樣的氯化鈦物質(zhì)來(lái)噴鍍的。在鈦還原反應(yīng)期間，氯化反應(yīng)物可以結(jié)合進(jìn)氮化鈦中，顯著地降低了氮化鈦固有的低接觸電阻的好處。另外，純Ti層從結(jié)構(gòu)中省略，意味著天然氧化物或其他不導(dǎo)電的殘留物將不能從接觸孔的底部除去。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是在大高寬比的孔中形成一層導(dǎo)電材料層。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種(些)阻擋層材料，此材料具有高導(dǎo)電率、低雜質(zhì)濃度、高的收氣特性和正規(guī)的表面幾何形狀，而且不引入反應(yīng)產(chǎn)物使以上特性顯著降低。
本發(fā)明還有一個(gè)目的，就是通過(guò)增加大高寬比孔的底部鍍料的量并且不引入反應(yīng)付產(chǎn)品(這些付產(chǎn)品會(huì)顯著降低鍍料或最底層的或構(gòu)件的低接觸電阻以及其他特性)的工藝過(guò)程形成這種阻擋層材料。
本發(fā)明的上述目的以及其他目的通過(guò)利用一個(gè)準(zhǔn)直器噴鍍導(dǎo)電材料的方法得以實(shí)現(xiàn)。準(zhǔn)直器使得沉積在孔的底部鍍料的量相對(duì)于沉積在絕緣層的上表面鍍料的量而言有所增加。此外，所得到的材料具有良好的電阻率和其他特性，并且沒(méi)有引入使得這些特性變壞的反應(yīng)產(chǎn)物。
本發(fā)明的上述的和其他結(jié)構(gòu)及學(xué)說(shuō)在詳述了下面提出的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式后就更加明白了。在隨后的描述中將參照附圖，其中

圖1是具有利用本發(fā)明的準(zhǔn)直器噴鍍形成的導(dǎo)電材料的集成電路的剖面圖。
圖2為按照本發(fā)明所形成的氮化鈦層的體電阻率表。
圖3是按照本發(fā)明所得到的在大高寬比通路的底部鈦厚度對(duì)噴鍍壓力的圖。
圖4是鈦沉積率作為準(zhǔn)直高寬比的函數(shù)的柱狀圖表。
參照?qǐng)D1，圖中展示了一塊在其上具有擴(kuò)散區(qū)域20的基片10，圖中本發(fā)明的導(dǎo)體40噴鍍?cè)阝g化層30中的孔50上。硼磷硅玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)的鈍化層30的厚度H大約為11K 。接觸孔50穿過(guò)BPSG或PSG30，使擴(kuò)散區(qū)域20露出。接觸孔50的寬度W大約5000 ，因此擴(kuò)散接觸孔的高度比H∶W大致是2∶1量級(jí)。
在本發(fā)明中，層40是從噴鍍靶70通過(guò)準(zhǔn)直器60活性噴鍍而成的。準(zhǔn)直器60放置在一個(gè)垂直于接觸孔的平面上，最好是還平行于噴鍍靶70。準(zhǔn)直器60是一塊1cm厚的鋼板或其他在噴鍍狀態(tài)下不會(huì)軟化或變形的材料，上面開(kāi)了許多相鄰的孔。這些孔排列成蜂窩圖形。用準(zhǔn)直器噴鍍鍍料(銅)的例子在由S.M.Rossnagel等人寫(xiě)的“Lift-off Magnetron Sputter Deposition”，American Vacuum Society 36th National Symposium，Boston Mass，October 23-27，1989，F(xiàn)inal Program P.286“噴鍍?cè)诎l(fā)射(lift-off)結(jié)構(gòu)上的銅以消除側(cè)壁沉積”一文中給，另外，在由Rossmagel提出的美國(guó)專(zhuān)利4，824，544中也有。
準(zhǔn)直器的作用是限制噴射的路徑，使物質(zhì)得能接近垂直入射到基片上。不是接近垂直入射的物質(zhì)就沉積在準(zhǔn)直器表面上，或者準(zhǔn)直器的孔中。圖1中所示的線SA-SE表示從靶70射出的原子的噴射路徑。沿路徑SA、SB和SE噴射的原子都通過(guò)準(zhǔn)直器孔徑噴鍍到基片上。沿路徑SC和SD的原子為非垂直入射，因此不能通過(guò)準(zhǔn)直器。
一般說(shuō)來(lái)，與沒(méi)有準(zhǔn)直器時(shí)的情況相比，通過(guò)準(zhǔn)直器噴鍍的結(jié)果是在形成的層40中，接觸孔底部的40c部分的厚度與鈍化層表面的40A部分厚度的比較高。還有，正如以后將要詳細(xì)討論的，所得到的膜的組織結(jié)構(gòu)、接觸電阻、以及其他物性都優(yōu)于用常規(guī)噴鍍方法所得到的膜。最后，噴鍍?cè)诮佑|孔的側(cè)壁上的材料40B厚度十分均勻，在接觸孔側(cè)壁的上部不存在常規(guī)噴鍍中會(huì)有的鍍層加厚現(xiàn)象。
以下將討論利用噴鍍鈦、氮化鈦和噴鍍Ti/TiN疊層所實(shí)現(xiàn)的各種試驗(yàn)結(jié)果。
1.噴鍍氮化鈦。
在一組試驗(yàn)中，用噴鍍的方法在150℃氮?dú)猸h(huán)境中在二氧化硅上噴鍍一層氮化鈦膜層，這里唯一可變的是準(zhǔn)直器使用與否。膜中氧的濃度在深度上的分布用化學(xué)分析的電子分光器(ESCA)測(cè)得。通過(guò)準(zhǔn)直器噴鍍的TiN表面氧含量大約為30%。這是由于從噴鍍單元取出樣品時(shí)初期吸收周?chē)难鯕饪稍斐傻?。在TiN厚度的最初1/10中氧的百分比就降到1%以下，余下的膜一直保持這個(gè)值。對(duì)于沒(méi)有用準(zhǔn)直器時(shí)噴鍍的Tin層，開(kāi)始的氧含量同樣是30%，但是在通過(guò)準(zhǔn)直器得到的TiN氧含量降為1%以下的那個(gè)最初1/10厚度內(nèi)，沒(méi)有準(zhǔn)直器時(shí)只能降到大約6-8%。此外，不通過(guò)準(zhǔn)直器噴鍍的TiN層都有大約6-8%的氧含量。這結(jié)果表明用準(zhǔn)直器噴鍍得到的膜比不用準(zhǔn)直器得到的膜更為細(xì)密，鍍后氧污染滲透也較少。應(yīng)該注意到低氧含量是很重要的，因?yàn)檫@可以使氧化鈦的形成減至最小，氧化鈦會(huì)使電阻率變壞，并且使膜的粘附力減小。
在另外一系列試驗(yàn)中可以證實(shí)以上這點(diǎn)，在這此試驗(yàn)中，測(cè)得經(jīng)準(zhǔn)直和不經(jīng)準(zhǔn)直噴鍍膜的體電阻率的情況。圖2列出了一張表，表中顯示了在直徑為125mm或者200mm硅片上形成的給定厚度的TiN層的測(cè)試結(jié)果，并指出了噴鍍溫度和周?chē)h(huán)境(如在等量的氬和氮?dú)庵袠?biāo)為Ar/N2”，而在純氮?dú)庵袆t標(biāo)為“N2”)。詞“中央”和“邊緣”表示靠近硅片的區(qū)域(中央是相對(duì)于邊緣而言)。從這里讀出測(cè)試數(shù)據(jù)。無(wú)論是125mm直徑的片還是200mm直徑的硅片并不影響結(jié)果。從表中結(jié)果可以看出，在所有其他條件相同的情況下，加準(zhǔn)直器至少可以使體電阻率減小3倍〔在150℃純N2中噴涂的片邊緣測(cè)得的結(jié)果為102μΩ-cm對(duì)305μΩ-cm，在片中央測(cè)為124對(duì)1180(幾乎小10倍);在大約500℃純N2中噴涂的片的中央測(cè)為90對(duì)640(小6倍)〕。這種大幅度減小體電阻率用氧含量較少說(shuō)明不了，而是膜的微結(jié)構(gòu)十分緊密的緣故(即只有極少的不導(dǎo)電的空隙)。
在另一組試驗(yàn)中，TiN用噴鍍技術(shù)沉積，可變的只是準(zhǔn)直與否通過(guò)SEM顯微圖對(duì)剖開(kāi)的膜進(jìn)行分析?？梢园l(fā)現(xiàn)，經(jīng)準(zhǔn)直的TiN膜展示了非常細(xì)密的組織結(jié)構(gòu)，就晶粒間的空隙來(lái)說(shuō)比不經(jīng)準(zhǔn)直而得到的TiN膜要少。此外，此膜具有高園柱形晶粒結(jié)構(gòu)。這種非常細(xì)密的組織結(jié)構(gòu)在減小體電阻率方面起了十分重要的作用;此外，由于晶粒間空隙的減小可以降2低膜中氧的滲透并且提供了一層抗由CVD過(guò)程的反應(yīng)付產(chǎn)品滲透的阻擋層。
2.噴鍍鈦使用準(zhǔn)直器噴鍍鈦可以得到類(lèi)似的結(jié)果。那就是，準(zhǔn)直后的鈦膜呈現(xiàn)較低的氧雜質(zhì)濃度，較低的體電阻率以及很規(guī)整的組織結(jié)構(gòu)。
附加的分析說(shuō)明了接觸孔底部的鍍料數(shù)量增加的情況。圖3示出了具有高寬比約為2∶1的一個(gè)接觸孔的底部鈦的厚度(作為鈍化層上表面鈦的厚度的百分比)對(duì)噴鍍壓力的關(guān)系。從圖中可以看出，未經(jīng)準(zhǔn)直得到的接觸孔底部的鈦膜的厚度在整個(gè)涉及的噴鍍壓力范圍內(nèi)僅是鈍化層上表面鈦膜厚度的5%左右。
請(qǐng)注意，當(dāng)使用準(zhǔn)直器時(shí)，當(dāng)噴鍍溫度增高時(shí)以及準(zhǔn)直器的高寬比加大時(shí)，厚度比也隨著提高。鈦噴鍍時(shí)的溫度對(duì)底部膜的厚度起著重要的作用。準(zhǔn)直器的高寬比為1∶1時(shí)，噴鍍溫度從150℃升高到500℃，鍍層厚度百分比提高7%。準(zhǔn)直器的高寬比為2∶1時(shí)，溫度從150℃上升到500℃，在壓力較低時(shí)，膜的厚度比加倍，在壓力較高時(shí)百分比增加10%。這種現(xiàn)象對(duì)沒(méi)有準(zhǔn)直器噴鍍的鈦層并不存在;提高溫度使接觸孔底部膜厚的百分比增加極為有限。此外，這種現(xiàn)象對(duì)不準(zhǔn)直的氮化鈦也不存在;在更高的溫度下噴鍍TiN增加不了多少接觸孔底部膜厚度的百分比。
增加準(zhǔn)直器的高寬比與增加沉積在接觸孔底部的鍍料相對(duì)于頂部鍍料的百分比之間存在直接關(guān)系。不考慮溫度的變化(也就是只考慮圖3中所示的150℃的情況)，而考慮噴鍍壓力的數(shù)據(jù)為0.9mTorr，可看到對(duì)不加準(zhǔn)直的情況，百分比在4%左右，對(duì)于準(zhǔn)直器高度比為1∶1的情況，百分比為11%，對(duì)于準(zhǔn)直器高度比為2∶1的情況，百分比為17%(是未經(jīng)準(zhǔn)直的4倍)。由于在N2或N2/Ar中鍍鈦的情況類(lèi)似，因此對(duì)于氮化鈦可望得到相似的結(jié)果。
發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，高寬比的增加使單位時(shí)間內(nèi)所沉積的材料量粗略地算減少4倍。如圖4所，當(dāng)用1∶1的準(zhǔn)直器時(shí)與不用準(zhǔn)直器相比沉積率顯著降低，而從用1∶1的準(zhǔn)直器到用2∶1的準(zhǔn)直器則沉積率降低4倍。參考圖1，隨著準(zhǔn)直器的高寬比增加，沿路徑SC噴射的原子的百分比將增加，因此，較少的原子能沉積起來(lái)。同時(shí)，通過(guò)準(zhǔn)直器的原子以相對(duì)接觸孔平面較小的角度入射。換句話說(shuō)，沿路徑SB，SE的原子的百分比增加了，因此，到達(dá)接觸孔底部的原子的百分比增加了。
發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于小的高寬比接觸孔來(lái)說(shuō)沉積百分比并不增加。對(duì)于小的高寬比接觸孔，一個(gè)2∶1的準(zhǔn)直器的效果并不比一個(gè)1∶1的準(zhǔn)直器好多少。因此，發(fā)明者主張?jiān)诔练e率和接觸孔底部增加沉積之間采取最佳折衷，即準(zhǔn)直器孔的高寬比不大于接觸孔的高寬比。
已發(fā)現(xiàn)在大高寬比孔徑底部所增加的鈦能降低TiSi2硅化物電極的電阻。在0.8μm深的孔中經(jīng)準(zhǔn)直噴鍍(高寬比為1.5∶1)鈦與未經(jīng)準(zhǔn)直情況相比大大降低硅化物極限電阻。隨著孔徑長(zhǎng)寬比的增加，電阻就降低/穩(wěn)定。
3.噴鍍Ti/TiN疊層關(guān)于Ti和TN的上述結(jié)論，如果組合起來(lái)會(huì)出現(xiàn)疊加效果。進(jìn)行了一些試驗(yàn)，在試驗(yàn)中，相繼噴鍍600A的鈦和400A的TiN通過(guò)高寬比為2∶1或更大些高寬比的接觸孔以便與分開(kāi)的n擴(kuò)散區(qū)和P擴(kuò)散區(qū)接觸。然后，接觸孔用一般的化學(xué)汽化鍍(CVD)鎢填滿(mǎn)，利用標(biāo)準(zhǔn)的二維(Planarization)處理形成鎢接線柱，該被填滿(mǎn)的接觸孔用鋁線互連。對(duì)于未經(jīng)準(zhǔn)直的Ti/TiN，平均電阻是對(duì)N+觸點(diǎn)為71Ω/每觸點(diǎn)，對(duì)P+觸點(diǎn)為138Ω/每觸點(diǎn)。對(duì)于經(jīng)準(zhǔn)直的Ti/TiN，對(duì)N+和P+觸點(diǎn)來(lái)說(shuō)都是大約1Ω/每觸點(diǎn)。另外，與未經(jīng)準(zhǔn)直噴鍍相比通過(guò)準(zhǔn)直器噴鍍的大大降低了接觸電阻。我們認(rèn)為接觸電阻的這種減小是附加的噴鍍?cè)诮佑|孔底部的鈦的作用。另外，經(jīng)準(zhǔn)直的TiN阻擋膜的十分細(xì)密，因此在CVD鎢沉積過(guò)程中防止了氟滲透到下面鈦層中。
我們已經(jīng)討論了用準(zhǔn)直器噴鍍所得到的各種試驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)在將討論具體的噴鍍過(guò)程本身。一般處理與常規(guī)的噴鍍方法相似。產(chǎn)生隋性原子(例如氬)的氣態(tài)等離子體去轟擊陰極靶，撞出噴鍍?cè)陔姎馍细綦x的基片上的原子。在氮化鈦的例子中，系統(tǒng)中不用氬而用氮?dú)馄疝Z擊源和與鈦原子再化合形成氮化鈦噴鍍物質(zhì)的雙重作用，因而可獲得較好的處理控制。
噴射的原子通過(guò)準(zhǔn)直器以后，會(huì)遭到等離子(工作)氣體原子(例如氬)的散射和撞擊，從而離開(kāi)直線(off-line)。因此，當(dāng)通過(guò)準(zhǔn)直器噴鍍時(shí)為了減小散射，使用低的工作氣壓(小于1.0mtorr)是很重要的。工作氣體的成分也影響散射。氬原子造成噴射的原子的偏離要比較輕的工作氣體例如氮所造成的偏離要大一些。純氮是用準(zhǔn)直器噴鍍TiN的優(yōu)選工作氣體。使用純氮保證(甚至在用準(zhǔn)直器所需的低氣壓情況)有足夠氮形成TiN。由于要從噴鍍?cè)醋矒舫鲡佋樱^輕的N2原子并不有效，作為代價(jià)，陰極極功率就必須從用氬時(shí)的3-6KW增加到用N2時(shí)的6-9KW。
用TiN噴鍍的這些試驗(yàn)導(dǎo)致一些關(guān)于如何使氣體散射最小的結(jié)論。一個(gè)結(jié)論是即使在噴鍍鈦時(shí)也用較輕的惰性原子。另一個(gè)結(jié)論是用較低的噴鍍壓力(低于通常的3-4mTorr;一般低于1。0mTorr)，即使在使用氬作為惰性噴鍍物質(zhì)時(shí)也是如此。
已經(jīng)就本發(fā)明的各個(gè)方面進(jìn)行了討論，現(xiàn)在將就填滿(mǎn)圖1所示的接觸孔討論一個(gè)具體例子。用常規(guī)技術(shù)定下和噴鍍擴(kuò)散區(qū)20和鈍化層30。然后，在鈍化層30上確定感光性樹(shù)脂掩膜，定下接觸孔50，利用活性離子技術(shù)在CF4+O2環(huán)境中蝕刻出接觸孔。應(yīng)注意到感光樹(shù)脂掩膜十分厚，所以在蝕刻結(jié)束時(shí)圖象還在原處。
然后，在0.7-1.0mTorr的壓力下通過(guò)一個(gè)1∶1的準(zhǔn)直器噴鍍600A的鈦和400A的TiN。在噴鍍鈦的期間，基片溫度保持在450℃并以氬作為惰性轟擊原子。在噴鍍TiN期間，把氬換成氮。所得到的合成膜有約為260A的40c部分(見(jiàn)圖1)(約為40A部分厚度的25%)。此外，合成膜的側(cè)壁部分40B，沿接觸孔的整個(gè)側(cè)壁厚度基本上是均勻的，這增強(qiáng)了后加的膜的粘附力。如上所述，所得到的膜與未經(jīng)準(zhǔn)直的膜相比具有低的體電阻率、低的接觸電阻、低的氧含量，和增強(qiáng)了的表面組織結(jié)構(gòu)。另外，經(jīng)準(zhǔn)直噴鍍的TiN膜對(duì)阻擋接觸孔底部的下層膜的氟滲透有所改善。已經(jīng)知道，下層鈦膜的氟雜質(zhì)和硅化物是造成破壞一些機(jī)械性能(包括CVD鎢的粘附力損失)和增加接觸電阻的原因。對(duì)某些應(yīng)用，可以通過(guò)500℃-600℃在N-2環(huán)境中進(jìn)行退火使側(cè)壁上剩余的鈦轉(zhuǎn)變?yōu)門(mén)iN增強(qiáng)層的氟阻擋特性。
對(duì)上述結(jié)構(gòu)和原則可以做各種修改，但并不脫離本發(fā)明的精神和范圍。例如，雖然本發(fā)明以鈦和氮化鈦為例作了說(shuō)明，但本發(fā)明可以用于任何其他噴鍍、活性噴鍍或蒸發(fā)鍍的阻擋材料(如鉻、鎢和TiN)以及用來(lái)填滿(mǎn)大高寬比孔徑的材料(如鎢和鋁)。此外，雖然本發(fā)明以特殊的接觸實(shí)例作了說(shuō)明，但本發(fā)明能適用于要鍍復(fù)或填滿(mǎn)大高寬比孔徑的很大的應(yīng)用范圍。最后，對(duì)于一種給定的應(yīng)用情況，所討論的單位時(shí)間、溫度、壓力、周?chē)h(huán)境等都可以最佳化。
權(quán)利要求
1.在具有至少包括一個(gè)高寬比至少為1∶1的凹坑的外形表面的基片上鍍復(fù)一層導(dǎo)電材料的過(guò)程，其特征是，在噴鍍到所述的基片上以前，所述導(dǎo)電材料的原子通過(guò)一個(gè)高寬比約為1∶1或更大一些的準(zhǔn)直器。
2.形成一個(gè)集成電路結(jié)構(gòu)的過(guò)程，其特征為該過(guò)程有以下步驟在安置在集成電路基片上的一層隔離層中確定一組孔，所述的孔具有側(cè)壁和一個(gè)底，所述的一組孔中至少有一些具有1∶1或更大一些的高寬比;噴鍍導(dǎo)電材料到所述的隔離層和所述的一組孔的所述側(cè)壁和底上，在所述一組孔的至少一些孔的所述底部上所述導(dǎo)電材料具有一定的厚度，即至少是所述隔離層上的所述導(dǎo)電材料厚度的10%，其中，在所述噴鍍期間，所述導(dǎo)電材料的原子通過(guò)一個(gè)準(zhǔn)直器，顯著增強(qiáng)了在所述一組孔的底部的噴鍍。
3.噴鍍一種導(dǎo)電材料通過(guò)一個(gè)準(zhǔn)直器到達(dá)所述的隔離層的過(guò)程，其特征是在所述一組孔的至少一些孔的底部所述導(dǎo)電材料具有一定的厚度，即至少為在所述隔離層上的導(dǎo)電材料的厚度的10%，所述噴鍍步驟是在壓力至少低于3-4mTorr下執(zhí)行的。
4.權(quán)利要求3中提到的過(guò)程，其特征是所述的孔中至少有一些具有2∶1的高寬比。
5.權(quán)利要求3中提到的過(guò)程，其特征是所述的導(dǎo)電材料是鈦。
6.權(quán)利要求3中提到的過(guò)程，其特征是所述的導(dǎo)電材料是氮化鈦。
7.權(quán)利要求6中提到的過(guò)程，其特征是所述的噴鍍步驟在N2環(huán)境中執(zhí)行。
8.一種噴鍍阻擋層冶金到安置在半導(dǎo)體基片上的隔離體上規(guī)定的。其中至少有一些具有大于等于2∶1的高寬比的接觸孔中的過(guò)程，其特征是安置一個(gè)準(zhǔn)直器在基片上方，所述準(zhǔn)直器至少具有一些開(kāi)口，開(kāi)口的高寬比至少為1∶1。
9.一種金屬化一塊集成電路基片的過(guò)程，其特征是該過(guò)程包括以下各步在安置在集成電路基片上的隔離層中確定大高寬比孔，在低于3-4mTorr的壓力下噴鍍一種高熔點(diǎn)的金屬或高熔點(diǎn)的金屬合金通過(guò)一個(gè)1∶1高寬比的準(zhǔn)直器到達(dá)所述的隔離層。
10.權(quán)利要求9中提到的過(guò)程，其特征是其中在所述的隔離層中的所述孔的所述大高寬比至少是2∶1。
11.權(quán)利要求9中提到的過(guò)程，其特征是其中所述的高熔點(diǎn)金屬在小于1.0mTorr的壓力下噴鍍。
12.權(quán)利要求9中提到的過(guò)程，其特征是其中所述的高熔點(diǎn)金屬是鈦。
13.權(quán)利要求8中提到的過(guò)程，其特征是其中所述的高熔點(diǎn)金屬合金是氮化鈦。
14.權(quán)利要求13中提到的過(guò)程，其特征是其中所述的噴鍍是在氮環(huán)境中進(jìn)行的。
15.一種在集成電路基片的表面上的大高寬比凹坑中噴鍍導(dǎo)電層的噴鍍過(guò)程，其特征為在基片之上配置一個(gè)準(zhǔn)直器，在減少氣體散射的條件下執(zhí)行所述過(guò)程。
16.權(quán)利要求15中提到的過(guò)程，其特征是其中在所述的噴鍍過(guò)程是在低于1.3mTorr壓力下進(jìn)行的。
17.一種在基片表面上的大高寬比凹坑中形成一層阻擋層(該孔包括上側(cè)壁)的過(guò)程，其特征為在促使材料噴鍍?cè)谒龅拇蟾邔挶瓤字卸辉谒龅纳蟼?cè)壁上明顯的堆積的條件下噴鍍所述的阻擋層。
18.一種在安置在基片上的鈍化層中形成的大高寬比孔中形成Ti/TiN阻擋層的過(guò)程，其特征為該過(guò)程包括以下各步通過(guò)一個(gè)有1∶1高寬比開(kāi)口的準(zhǔn)直器噴鍍一層鈦到基片上;通過(guò)所述的準(zhǔn)直器噴鍍一層氮化鈦到所述的鈦層上，所述的第二噴鍍步驟是在充分的氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行的。
全文摘要
一種用導(dǎo)電材料鍍復(fù)大高寬比孔徑的噴鍍修理使導(dǎo)電鍍復(fù)膜具有低體電阻率、低雜質(zhì)含量和規(guī)整的組織結(jié)構(gòu)。使用了一個(gè)其開(kāi)口的高寬比與孔徑的高寬比相近的準(zhǔn)直器。在孔徑底部得到的膜的厚度至少是常規(guī)噴鍍方法得到的孔徑低部膜的厚度的二倍。
文檔編號(hào)C23C14/46GK1065888SQ9210184
公開(kāi)日1992年11月4日 申請(qǐng)日期1992年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月19日
發(fā)明者派-英·P·李, 托馬斯·J·利卡泰, 托馬斯·L·麥克德維特, 保羅·C·帕里斯, 斯科特·L·彭寧頓, 詹姆斯·G·瑞安, 戴維·C·斯特里普 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司