專利名稱：導(dǎo)電插塞及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制作領(lǐng)域，尤其涉及有機(jī)發(fā)光二極管中導(dǎo)電插塞 及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著ULSI(超大規(guī)模集成)技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體設(shè)備的布線設(shè)計(jì)原則的 小型化在不斷進(jìn)展。被集成的元件數(shù)量在增加，大規(guī)模集成電路的布線更為 復(fù)雜，在此情況下，多層互連吸引了注意力，接觸孔鴒塞沉積便是其中關(guān)鍵 的一種互連技術(shù)?；ミB技術(shù)對(duì)產(chǎn)品成品率的提高起著關(guān)鍵性的作用，尤其在 有機(jī)發(fā)光二極管制作工藝中?，F(xiàn)有在有機(jī)發(fā)光二極管制作工藝中形成導(dǎo)電插塞的方法，如圖l所示，在 包含驅(qū)動(dòng)電路等結(jié)構(gòu)的硅基底101上用濺射方法形成金屬層102,其中金屬層 的材料為鋁或鋁銅合金；在金屬層102上形成絕緣層103,用于膜層間的隔離； 在絕緣層103表面形成抗反射層104,用以后續(xù)曝光工藝中保護(hù)下面的膜層； 在抗反射層104上旋涂光阻層106,對(duì)光阻層106進(jìn)行曝光及顯影處理，形成開(kāi) 口圖形105。如圖2所示，以光阻層106為掩膜，蝕刻抗反射層104和絕緣層103至露出 金屬層102，形成接觸孔107。如圖3所示，用灰化法去除光阻層106，然后再用濕法蝕刻法去除殘留抗 反射層104;用化學(xué)氣相沉積法在絕緣層103上及4^觸孔107內(nèi)壁形成擴(kuò)散阻擋 層108,用以防止后續(xù)接觸孔內(nèi)的導(dǎo)電物質(zhì)擴(kuò)散至絕緣層103中；用化學(xué)氣相 沉積法在擴(kuò)散阻擋層108上形成導(dǎo)電層109，且導(dǎo)電層109填充滿接觸孔107，4所述導(dǎo)電層109的物質(zhì)是鎢，由于化學(xué)氣相沉積法在接觸孔107中填充滿導(dǎo)電 層109時(shí)，生長(zhǎng)方式為從接觸孔107側(cè)壁向中間生長(zhǎng)，因此在接觸孑U07的導(dǎo)電 層107中間產(chǎn)生縫隙111。如圖4所示，對(duì)導(dǎo)電層109進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，研磨導(dǎo)電層109和擴(kuò)散阻擋 層108至露出絕緣層103,形成導(dǎo)電插塞IIO,導(dǎo)電插塞110中有暴露的孔洞112。在如下申請(qǐng)?zhí)枮?00310122960的中國(guó)專利申請(qǐng)中，還可以發(fā)現(xiàn)更多與上 述技術(shù)方案相關(guān)的信息，用化學(xué)氣相沉積法經(jīng)過(guò)一步在接觸孔內(nèi)填充滿導(dǎo)電 層。圖5是現(xiàn)有有機(jī)發(fā)光二極管制作過(guò)程中形成的導(dǎo)電插塞電鏡圖。如圖5所 示，由于化學(xué)氣相沉積法在接觸孔中填充滿導(dǎo)電層時(shí)，生長(zhǎng)方式為從接觸孔 側(cè)壁向中間生長(zhǎng)，因此在接觸孔的導(dǎo)電層中間容易產(chǎn)生縫隙。平坦化后用電 子掃描顯微鏡(SEM, Scan Electron Microscope )觀察接觸孔截面，能看到接 觸孔內(nèi)有孔洞120。現(xiàn)有制作有機(jī)發(fā)光二極管過(guò)程中，由于在接觸孔內(nèi)填充導(dǎo)電層時(shí)，很容 易產(chǎn)生縫隙，平坦化后就有孔洞暴露出來(lái)，所述孔洞會(huì)導(dǎo)致漏電流產(chǎn)生，使 器件失效。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種導(dǎo)電插塞及其制作方法，防止接觸孔內(nèi)產(chǎn) 生暴露的孔洞。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種導(dǎo)電插塞的制作方法，包括下列步驟 提供依次包含金屬層及絕緣層的硅基底，所述絕緣層中有貫穿絕緣層露出金 屬層的接觸孔；在絕緣層上及接觸孔內(nèi)壁沉積擴(kuò)散阻擋層；在擴(kuò)散阻擋層上 形成第一導(dǎo)電層；回蝕第一導(dǎo)電層至露出接觸孔外及接觸孔內(nèi)部分?jǐn)U散阻擋 層；在擴(kuò)散阻擋層及第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層；平坦化第二導(dǎo)電層和擴(kuò)散阻擋層至露出絕緣層，形成導(dǎo)電插塞。實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電層未填充滿接觸孔。所述第一導(dǎo)電層在擴(kuò)散阻擋層上的厚度是1400埃~1600埃。所述第一導(dǎo)電層填充滿接觸孔。所述第一 導(dǎo)電層在擴(kuò)散阻擋層上的厚度是1900埃 2100埃。所述第二導(dǎo)電層在擴(kuò)散阻 擋層上的厚度是1900埃 2100埃。所述第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的材料為鴒。 所述形成第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的方法為化學(xué)氣相沉積法。所述回蝕第一 導(dǎo)電層的方法是干法蝕刻。本發(fā)明提供一種導(dǎo)電插塞，包括包含金屬層、絕緣層的硅基底，貫穿 絕緣層露出金屬層的接觸孔，位于接觸孔內(nèi)壁的擴(kuò)散阻擋層，所述接觸孔內(nèi) 填充有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，其中第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層位于擴(kuò)散阻 擋層上，且第二導(dǎo)電層位于第一導(dǎo)電層上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，以上方案具有以下優(yōu)點(diǎn)先在接觸孔內(nèi)壁的擴(kuò)散阻擋 層上形成第一導(dǎo)電層，回蝕第一導(dǎo)電層后，再在接觸孔內(nèi)壁的擴(kuò)散阻擋層及 第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層。由于在接觸孔內(nèi)填充兩層導(dǎo)電層，因此在第 一導(dǎo)電層中產(chǎn)生孔洞時(shí)，由第二導(dǎo)電層進(jìn)行修復(fù)，只在接觸孔底部留有縫隙， 進(jìn)而防止漏電流的產(chǎn)生，提高半導(dǎo)體器件的性能。


圖1至圖4是現(xiàn)有在有機(jī)發(fā)光二極管制作工藝中形成導(dǎo)電插塞示意圖； 圖5是現(xiàn)有有機(jī)發(fā)光二極管制作過(guò)程中形成的導(dǎo)電插塞電鏡圖； 圖6是本發(fā)明制作導(dǎo)電插塞的實(shí)施例流程圖；圖7至圖ll是本發(fā)明在有機(jī)發(fā)光二極管制作工藝中形成導(dǎo)電插塞的第一 實(shí)施例示意圖；圖12至圖16是本發(fā)明在有機(jī)發(fā)光二極管制作工藝中形成導(dǎo)電插塞的第 二實(shí)施例示意圖。本發(fā)明先在接觸孔內(nèi)壁的擴(kuò)散阻擋層上形成第一導(dǎo)電層，回蝕第一導(dǎo)電 層后，再在接觸孔內(nèi)壁的擴(kuò)散阻擋層及第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層。由于 在接觸孔內(nèi)填充兩層導(dǎo)電層，因此在第一導(dǎo)電層中產(chǎn)生孔洞時(shí)，由第二導(dǎo)電 層進(jìn)行修復(fù)，只在接觸孔底部留有縫隙，進(jìn)而防止漏電流的產(chǎn)生，提高半導(dǎo) 體器件的性能。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明提供一種導(dǎo)電插塞，包括包含金屬層、絕緣層的硅基底，貫穿 絕緣層露出金屬層的接觸孔，位于接觸孔內(nèi)壁的擴(kuò)散阻擋層，所述接觸孔內(nèi) 填充有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，其中第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層位于擴(kuò)散阻 擋層上，且第二導(dǎo)電層位于第一導(dǎo)電層上。圖6是本發(fā)明制作導(dǎo)電插塞的實(shí)施例流程圖。如圖6所示，執(zhí)行步驟S101, 提供依次包含金屬層及絕緣層的硅基底，所述絕緣層中有貫穿絕緣層露出金 屬層的接觸孔；執(zhí)行步驟S102,在絕緣層上及接觸孔內(nèi)壁沉積擴(kuò)散阻擋層； 執(zhí)行步驟S103在擴(kuò)散阻擋層上形成第一導(dǎo)電層；執(zhí)行步驟S104，回蝕第一導(dǎo) 電層至露出接觸孔外及接觸孔內(nèi)部分?jǐn)U散阻擋層；執(zhí)行步驟S105，在擴(kuò)散阻 擋層及第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層；執(zhí)行步驟S106，平坦化第二導(dǎo)電層和 擴(kuò)散阻擋層至露出絕緣層，形成導(dǎo)電插塞。圖7至圖ll是本發(fā)明在有機(jī)發(fā)光二極管制作工藝中形成導(dǎo)電插塞的第一 實(shí)施例示意圖。如圖7所示，在包含驅(qū)動(dòng)電路等結(jié)構(gòu)的硅基底201上用濺射 法或化學(xué)氣相沉積法等形成金屬層202,其中金屬層202的材料為鋁或鋁銅合 金；用化學(xué)氣相沉積法在金屬層202上形成絕緣層203,用于膜層間的隔離， 所述絕緣層203的材料為氧化硅；在絕緣層203表面形成抗反射層204,用以 后續(xù)曝光工藝中保護(hù)下面的膜層；在抗反射層204上旋涂光阻層206,對(duì)光阻 層206進(jìn)行曝光及顯影處理，形成開(kāi)口圖形，用以定義后續(xù)的接觸孔；以光阻層206為掩膜，用干法蝕刻法蝕刻抗反射層204及絕緣層203至露出金屬 層202,形成4妄觸孔205。本實(shí)施例中，金屬層202的厚度為3500埃 4500埃，具體厚度為3500埃、 3600埃、3700埃、3800埃、3900埃、4000埃、4100埃、4200埃、4300埃、4400 ?；?500埃等。本實(shí)施例中，接觸孔205的臨界尺寸為3600埃。如圖8所示，用灰化法去除光阻層206,然后再用濕法蝕刻法去除殘留抗 反射層204;用化學(xué)氣相沉積法在絕緣層203上及接觸孔205內(nèi)壁形成擴(kuò)散阻擋 層208,用以防止后續(xù)接觸孔內(nèi)的導(dǎo)電物質(zhì)擴(kuò)散至絕緣層203中；用化學(xué)氣相 沉積法在擴(kuò)散阻擋層208上形成厚度為1400埃 1600埃的第一導(dǎo)電層209，且第 一導(dǎo)電層209填充入接觸孔205,但第一導(dǎo)電層未填充滿接觸孔205，所述第一 導(dǎo)電層209的物質(zhì)是鴒，由于化學(xué)氣相沉積法在接觸孔205中填充第 一導(dǎo)電層 209時(shí)，生長(zhǎng)方式為從接觸孔205側(cè)壁向中間生長(zhǎng)，因此在接觸孔205內(nèi)的第一 導(dǎo)電層209中間會(huì)產(chǎn)生縫隙207,由于第一導(dǎo)電層未填充滿接觸孔205，因此縫 隙207開(kāi)》文。本實(shí)施例中，擴(kuò)散阻擋層208的材料為鈦和氮化鈦，其中鈦層的厚度為140 埃 180埃，具體厚度例如140埃、150埃、160埃、170?；?80埃等；氮化鈦層 的厚度為50埃 90埃，具體厚度例如50埃、60埃、70埃、80?；?0埃等。本實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電層209厚度具體例如1400埃、1450埃、1500埃、 1550?；?600埃等，本實(shí)施例優(yōu)選1500埃。如圖9所示，對(duì)第 一導(dǎo)電層209進(jìn)行回蝕至露出接觸孔205外及接觸孔205 內(nèi)部分?jǐn)U散阻擋層208，由于第一導(dǎo)電層209未填充滿接觸孔205，因此回蝕后 的接觸孔205內(nèi)的第 一導(dǎo)電層209出現(xiàn)弧形，有利于后續(xù)第二導(dǎo)電層的填充。本實(shí)施例中，所述回蝕采用的是干法蝕刻，其中蝕刻氣體為SF6和N2，比例為8: 1~12: 1，優(yōu)選SF6: N2=10: 1。如圖10所示，用化學(xué)氣相沉積法在擴(kuò)散阻擋層208及第一導(dǎo)電層209上形 成厚度為1900埃 2100埃的第二導(dǎo)電層210,第二導(dǎo)電層210填充滿接觸孔205 且覆蓋縫隙207,即在接觸孔205底部留有不暴露的縫隙207 。本實(shí)施例中，所述第二導(dǎo)電層210的具體厚度例如1900埃、1950埃、2000 埃、2050?；?100埃等。如圖ll所示，用化學(xué)機(jī)械拋光法對(duì)第二導(dǎo)電層210和擴(kuò)散阻擋層208進(jìn)行 平坦化至露出絕緣層203,形成導(dǎo)電插塞211。繼續(xù)參考圖7至圖11， 一種導(dǎo)電插塞，包括硅基底201;位于硅基底 201上的金屬層202;位于金屬層202上的絕緣層203;貫穿絕緣層203露出 金屬層202的接觸孔205;位于接觸孔205內(nèi)壁的擴(kuò)散阻擋層208;填充于接 觸孔205內(nèi)且位于擴(kuò)散阻擋層208上的第一導(dǎo)電層209和第二導(dǎo)電層210，第 二導(dǎo)電層210位于第一導(dǎo)電層209上。圖12至圖16是本發(fā)明在有機(jī)發(fā)光二極管制作工藝中形成導(dǎo)電插塞的第 二實(shí)施例示意圖。如圖12所示，在包含驅(qū)動(dòng)電路等結(jié)構(gòu)的硅基底301上用濺 射法或化學(xué)氣相沉積法等形成金屬層302,其中金屬層302的材料為鋁或鋁銅 合金；用化學(xué)氣相沉積法在金屬層302上形成絕緣層303,用于膜層間的隔離， 所述絕緣層303的材料為氧化硅；在絕緣層303表面形成抗反射層304，用以 后續(xù)曝光工藝中保護(hù)下面的膜層；在抗反射層304上旋涂光阻層306，對(duì)光阻 層306進(jìn)行曝光及顯影處理，形成開(kāi)口圖形，用以定義后續(xù)的接觸孔；以光 阻層306為掩膜，用干法蝕刻法蝕刻抗反射層304及絕緣層303至露出金屬 層302,形成接觸孔305。本實(shí)施例中，金屬層302的厚度為1900埃 2100埃，具體厚度例如1900埃、 1950埃、2000埃、2050?；?100埃等。本實(shí)施例中，接觸孔305的臨界尺寸為3600埃。如圖13所示，用化學(xué)氣相沉積法在絕緣層303上及4^觸孔305內(nèi)壁形成擴(kuò) 散阻擋層306,用以防止后續(xù)接觸孔內(nèi)的導(dǎo)電物質(zhì)擴(kuò)散至絕緣層303中；用化 學(xué)氣相沉積法在擴(kuò)散阻擋層308上形成厚度為1900埃 2100埃的第一導(dǎo)電層 309，且第一導(dǎo)電層309填充滿接觸孔305,所述第一導(dǎo)電層309的物質(zhì)是鴒， 由于化學(xué)氣相沉積法在接觸孔305中填充滿第一導(dǎo)電層309時(shí)，生長(zhǎng)方式為從 接觸孔側(cè)壁向中間生長(zhǎng)，因此在接觸孔305內(nèi)的第 一導(dǎo)電層309中間會(huì)產(chǎn)生縫 隙307，由于第一導(dǎo)電層309填充滿接觸孔305,因此縫隙307封閉。本實(shí)施例中，擴(kuò)散阻擋層308的材料為鈦和氮化鈦，其中鈦層的厚度為140 埃 180埃，具體厚度例如140埃、150埃、160埃、170?；?80埃等；氮化鈦層 的厚度為50埃 90埃，具體厚度例如50埃、60埃、70埃、80?；?0埃等。如圖14所示，對(duì)第一導(dǎo)電層309進(jìn)行回蝕至露出接觸孔305外及接觸孔305 內(nèi)部分?jǐn)U散阻擋層308，由于第一導(dǎo)電層309和擴(kuò)散阻擋層308具有高的蝕刻選 擇比，回蝕后的接觸孔305內(nèi)的第一導(dǎo)電層309被蝕刻掉部分，形成一個(gè)具有 較小深寬比的接觸孔，有利于后續(xù)第二導(dǎo)電層的填充。本實(shí)施例中，所述回蝕采用的是干法蝕刻，其中蝕刻氣體為SF6和N2，比 例為8: 1 12: 1,優(yōu)選SFe: N2=10: 1。本實(shí)施例中，回蝕后，^接觸孔305內(nèi)第一導(dǎo)電層309與擴(kuò)散阻擋層308表面 的距離為500埃 1000埃，具體例如500埃、600埃、700埃、800埃、900?；?000埃等。如圖15所示，用化學(xué)氣相沉積法在擴(kuò)散阻擋層308及第一導(dǎo)電層309上 形成厚度為1900埃 2100埃的第二導(dǎo)電層310,第二導(dǎo)電層310填充滿接觸 孔305且覆蓋縫隙307,即在接觸孔305底部留有不暴露的縫隙307。本實(shí)施例中，所述第二導(dǎo)電層310的具體厚度例如1900埃、1950埃、2000埃、2050埃或2100埃等。如圖16所示，用化學(xué)機(jī)械拋光法對(duì)第二導(dǎo)電層310和擴(kuò)散阻擋層308進(jìn)行 平坦化至露出絕緣層303，形成導(dǎo)電插塞311。繼續(xù)參考圖12至圖16， 一種導(dǎo)電插塞，包括硅基底301;位于硅基底 301上的金屬層302;位于金屬層302上的絕緣層303;貫穿絕緣層303露出 金屬層302的接觸孔305;位于接觸孔305內(nèi)壁的擴(kuò)散阻擋層308;填充于接 觸孔305內(nèi)且位于擴(kuò)散阻擋層308上的第一導(dǎo)電層309和第二導(dǎo)電層310，第 二導(dǎo)電層310位于第一導(dǎo)電層309上。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和 修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電插塞的制作方法，其特征在于，包括下列步驟提供依次包含金屬層及絕緣層的硅基底，所述絕緣層中有貫穿絕緣層露出金屬層的接觸孔；在絕緣層上及接觸孔內(nèi)壁沉積擴(kuò)散阻擋層；在擴(kuò)散阻擋層上形成第一導(dǎo)電層；回蝕第一導(dǎo)電層至露出接觸孔外及接觸孔內(nèi)部分?jǐn)U散阻擋層；在擴(kuò)散阻擋層及第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層；平坦化第二導(dǎo)電層和擴(kuò)散阻擋層至露出絕緣層，形成導(dǎo)電插塞。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)電插塞的制作方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電層 未填充滿4妄觸孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述導(dǎo)電插塞的制作方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電層 在擴(kuò)散阻擋層上的厚度是1400埃 1600埃。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)電插塞的制作方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電層 填充滿"l妄觸孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述導(dǎo)電插塞的制作方法，其特征在于所述第一導(dǎo)電層 在擴(kuò)散阻擋層上的厚度是1900埃 2100埃。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述導(dǎo)電插塞的制作方法，其特征在于所述第二導(dǎo)電層 在擴(kuò)散阻擋層上的厚度是1900埃~2100埃。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述導(dǎo)電插塞的制作方法，其特征在于所述 第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的材料為鎢。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述導(dǎo)電插塞的制作方法，其特征在于所述形成第一導(dǎo) 電層和第二導(dǎo)電層的方法為化學(xué)氣相沉積法。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述導(dǎo)電插塞的制作方法，其特征在于所述回蝕第一導(dǎo) 電層的方法是干法蝕刻。
10.—種導(dǎo)電插塞，包括包含金屬層、絕緣層的硅基底，貫穿絕緣層露出金 屬層的接觸孔，位于接觸孔內(nèi)壁的擴(kuò)散阻擋層，其特征在于 所述接觸孔內(nèi)填充有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，其中第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo) 電層位于擴(kuò)散阻擋層上，且第二導(dǎo)電層位于第一導(dǎo)電層上。
全文摘要
一種導(dǎo)電插塞的制作方法，包括下列步驟提供依次包含金屬層及絕緣層的硅基底，所述絕緣層中有貫穿絕緣層露出金屬層的接觸孔；在絕緣層上及接觸孔內(nèi)壁沉積擴(kuò)散阻擋層；在擴(kuò)散阻擋層上形成第一導(dǎo)電層；回蝕第一導(dǎo)電層至露出接觸孔外及接觸孔內(nèi)部分?jǐn)U散阻擋層；在擴(kuò)散阻擋層及第一導(dǎo)電層上形成第二導(dǎo)電層；平坦化第二導(dǎo)電層和擴(kuò)散阻擋層至露出絕緣層，形成導(dǎo)電插塞。本發(fā)明還提供一種導(dǎo)電插塞。由于在接觸孔內(nèi)填充兩層導(dǎo)電層，因此在第一導(dǎo)電層中產(chǎn)生孔洞時(shí)，由第二導(dǎo)電層進(jìn)行修復(fù)，使接觸孔上方不產(chǎn)生孔洞，進(jìn)而防止漏電流的產(chǎn)生，提高半導(dǎo)體器件的性能。
文檔編號(hào)H01L23/522GK101330042SQ20071004216
公開(kāi)日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2007年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者艷 劉, 向陽(yáng)輝 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司