專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例總體而言涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。另外，本發(fā)明總體而言涉及一種包括柵極線的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件包括大量的晶體管。尤其地，在半導(dǎo)體器件中，以密集且重復(fù)的結(jié)構(gòu)布置了大量的單元晶體管。此外，晶體管根據(jù)存儲器的期望類型而具有不同的柵結(jié)構(gòu)。例如，關(guān)于DRAM存儲器，單元晶體管的柵具有柵氧化物層與用于柵的導(dǎo)電層的層疊結(jié)構(gòu)。關(guān)于快閃存儲器，單元晶體管的柵可以具有隧道氧化物層、浮柵、電介質(zhì)層與控制柵的層疊結(jié)構(gòu)。另外，晶體管的柵根據(jù)存儲器的布置而垂直地或水平地耦接，使得柵極線(或字線)垂直或水平地耦接。在柵極線之間填充有絕緣層，且寄生電容器由相鄰的柵極線和形成在柵極線之間的絕緣層形成。當(dāng)向柵極線供應(yīng)電壓時，柵極線的電壓會因為源自與寄生電容器的電容耦合現(xiàn)象的干擾而發(fā)生偏移。在為了改善或提高與柵極線有關(guān)的集成度的嘗試中，這種干擾現(xiàn)象隨著柵極線之間的間隔不斷減小而變得愈加嚴(yán)重。另外，隨著為了提高集成度而減小柵極線的寬度，柵極線的電阻增加。就此，提出了若干種降低柵極線的電阻的方法。然而，所提出的這些方法存在不足，因為它們增加了與制造工藝相關(guān)的難度，且難以獲得再現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施例涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。另外，所述半導(dǎo)體器件及其制造方法能夠減小柵極線的電阻和干擾現(xiàn)象。在本發(fā)明的一個實施例中，一種半導(dǎo)體器件包括第一柵極線，所述第一柵極線以第一間隔布置在半導(dǎo)體襯底之上且每個第一柵極線都被配置成具有以金屬硅化物層作為頂層；第二柵極線，所述第二柵極線以大于所述第一間隔的第二間隔布置在所述半導(dǎo)體襯底之上且每個第二柵極線都被配置成以金屬硅化物層作為頂層；第一絕緣層，所述第一絕緣層形成在所述半導(dǎo)體襯底之上的第一柵極線之間且被配置成包括間隙；第二絕緣層，所述第二絕緣層形成在彼此面對的第二柵極線的側(cè)壁上；刻蝕停止層，所述刻蝕停止層與所述第二絕緣層相鄰；第三絕緣層，所述第三絕緣層形成在所述第一柵極線之上和之間以及所述第二柵極線之上和之間；形成在所述第三絕緣層之上的覆蓋層；以及接觸插塞，所述接觸插塞與所述覆蓋層和所述第三絕緣層相鄰且耦接到結(jié)，所述結(jié)與形成在所述第二柵極線之間的半導(dǎo)體襯底相鄰。
在本發(fā)明的一個實施例中，一種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟在形成柵極線，每個柵極線具有硅層作為頂層，且柵極線位于半導(dǎo)體襯底之上；在所述柵極線之間形成反應(yīng)停止層，使得硅層暴露；將硅層暴露出的部分形成為金屬硅化物層；去除反應(yīng)停止層；在柵極線之間形成絕緣層；以及在柵極線的金屬硅化物之間以及與柵極線的金屬硅化物相鄰地形成絕緣層。


圖IA至圖IG是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的制造半導(dǎo)體器件的方法的截面圖；以及圖2A至圖2H是說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的制造半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。
具體實施方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例。提供附圖為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的實施例的范圍。但是，本發(fā)明可以用不同的方式實施，并不應(yīng)當(dāng)解釋為限于在此所述的實施例。確切地說，提供這些實施例是為了使本說明書充分和完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。附圖并非按比例繪制，并且在某些情況下為了清楚地示出實施例的特征，可能對比例進(jìn)行了夸大處理。在本說明書中，使用了特定的術(shù)語。使用這些術(shù)語來描述本發(fā)明，且不用來限定本發(fā)明的范圍和觀念。在本說明書中，“和/或”表示包括了位于“和/或”之前和之后的部件中的一個或更多個。另外，“連接/耦接”表示一個部件與另一個部件直接耦接，或者一個部件經(jīng)由又一個部件而間接地與所述另一個部件耦接。在本說明書中，單數(shù)形式可以包括復(fù)數(shù)形式，只要它沒有在句中具體提出。另外，本說明書中所使用的“包括/包含”或“包括有/包含有”表示可以存在或增加一個或更多個部件、步驟、操作和元件。圖IA至圖IG是說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的制造半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。參見圖1A，包括源極選擇線(SSL)、字線0 (WLO)至字線n (WLn)(包括字線n-1 (WLn-I)和字線I (WLl))、以及漏極選擇線(DSL)的柵極線具有第二硅層109作為形成在半導(dǎo)體襯底101之上的最高層，但不包括硬掩模層111。這將會在下文更詳細(xì)描述。例如，在NAND快閃存儲器的情況下，形成了包括漏極選擇線DSL、字線WLO至WLn、和源極選擇線SSL的柵極線。這些柵極線可以被形成在單元區(qū)中，且高電壓晶體管和低電壓晶體管的柵極線(未示出)可以形成在外圍區(qū)中。以下文字描述為了形成上述柵極線而可以執(zhí)行的工藝的例子。首先，實質(zhì)上在半導(dǎo)體襯底101內(nèi)形成阱(未示出)，以及實質(zhì)上在半導(dǎo)體襯底101的表面上形成隧道電介質(zhì)層103。高電壓晶體管或低電壓晶體管的柵絕緣層可以形成在外圍區(qū)中。可以在隧道電介質(zhì)層103上實質(zhì)上形成第一娃層105。第一娃層105可以由，例如但不限于，非晶硅層、多晶硅層或它們的層疊結(jié)構(gòu)形成。另外，可以添加3價雜質(zhì)或5價雜質(zhì)等到第一硅層105中。
可以利用使用用于限定隔離區(qū)的隔離掩模作為刻蝕掩模的刻蝕工藝來刻蝕第一硅層105。因此，將第一硅層105圖案化成多個基本上平行的硅線。接著，通過刻蝕隧道絕緣層103和半導(dǎo)體襯底101來在隔離區(qū)中形成具有基本上平行線形式的溝槽(未示出)。溝槽可以實質(zhì)上用絕緣層填充。可以刻蝕絕緣層，使得絕緣層實質(zhì)上保留在溝槽上。因此，可以形成隔離層(未示出)?？梢栽谡麄€表面上實質(zhì)地形成電介質(zhì)層107。電介質(zhì)層107可以具有例如氧化物層、氮化物層和氧化物層的層疊結(jié)構(gòu)。在另外的實施例中，可以用具有比氧化物層或氮化物層高的介電常數(shù)的絕緣層代替氧化物層或氮化物層。電介質(zhì)層107中的與要形成選擇線DSL和SSL的區(qū)域相對應(yīng)的一部分可以被刻蝕。因此，第一硅層105中的與要形成選擇線DSL和SSL的區(qū)域相對應(yīng)的一部分實質(zhì)上會被暴露出來?？梢栽陔娊橘|(zhì)層107之上實質(zhì)上形成第二硅層109和硬掩模層111。優(yōu)選地，第二 娃層109由例如摻雜的多晶娃層形成。沿著與第一娃層105被圖案化的方向?qū)嵸|(zhì)上交叉的方向?qū)⒂惭谀?11、第二硅層109和電介質(zhì)層107圖案化。因此，可以形成多個基本上平行的控制柵。接著，刻蝕第一娃層105。因此，在半導(dǎo)體襯底101之上實質(zhì)上形成多個柵極線SSL、WLO至WLn、以及DSL。硬掩模層111可以不與一些柵極線分離，因為它可以在后續(xù)工藝中被去除。因此，與柵極線SSL、WLO至WLn、以及DSL關(guān)聯(lián)的第二硅層109可以成為各個柵極線的最高層。另外，由于可以在一部分電介質(zhì)層107已被刻蝕的狀態(tài)下形成第二硅層109，因此選擇線DSL和SSL的第一硅層105和第二硅層109可以經(jīng)由電介質(zhì)層107中被刻蝕的那部分而實質(zhì)地耦接?？梢岳缃?jīng)由離子注入工藝在實質(zhì)上位于柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之間的半導(dǎo)體襯底101內(nèi)實質(zhì)上形成結(jié)113?？梢酝ㄟ^注入——僅出于示范的目的但不限于——5價雜質(zhì)來形成結(jié)113。選擇線DSL和SSL每個都具有比字線WLO至WLn中的每個的寬度大的寬度。另外，漏極選擇線DSL或源極選擇線SSL之間的間隔可以比字線WLO至WLn之間的間隔大。根據(jù)間隔，可以將字線WLO至WLn定義成具有第一間隔的第一柵極線組，而可以將選擇線DSL和SSL定義成具有大于第一間隔的第二間隔的第二柵極線組。包括一對漏極選擇線DSL或一對源極選擇線SSL的第二柵極線組可以被布置在一對第一柵極線組之間。出于間隔目的，參看圖1B，可以在包括柵極線SSL、WLO至WLn和DSL的整個表面上基本形成絕緣層115b。另外，可以通過執(zhí)行第一回蝕工藝，在漏極選擇線DSL的實質(zhì)上相互面對的側(cè)壁上實質(zhì)地形成絕緣層間隔件115a。第一回蝕工藝還可以實質(zhì)地在源極選擇線SSL的側(cè)壁上生成絕緣層115b。這些絕緣層115b可以實質(zhì)上彼此面對。另外，絕緣層115b可以分別處在選擇線SSL或DSL與字線WLO或WLn之間以及字線WLO至WLn之間，因為選擇線SSL或DSL與字線WLO或WLn之間的間隔以及字線WLO至WLn之間的間隔可能會窄。因此，絕緣層115b實質(zhì)上填充在選擇線SSL或DSL與字線WLO或WLn之間以及字線WLO至WLn之間。隨后，在形成絕緣層的工藝中，分別地，選擇線SSL或DSL與字線WLO或WLn之間的間隔、以及字線WLO至WLn之間的間隔變窄。這種變窄是由形成在柵極線DSL、SSL、WLO至WLn的頂角處的絕緣層形成的突出部而造成的。此外，絕緣層115b可能不會完全地分別填充選擇線SSL或DSL與字線WLO或WLn之間的間隔以及字線WLO至WLn之間的間隔。反而，空氣間隙117可以實質(zhì)上形成在它們之間。在此實施例中，字線WLO至WLn之間的潛在干擾可以最小化，因為如果如上述那樣形成空氣間隙117，字線WLO至WLn之間的寄生電容可以降低。當(dāng)形成絕緣層間隔件115a和絕緣層115b時，可以暴露出漏極選擇線DSL之間和源極選擇線SSL之間的每個結(jié)113的一部分。然而，分別位于選擇線SSL或DSL與字線WLO或WLn之間的結(jié)113以及位于字線WLO至WLn之間的結(jié)113可以實質(zhì)地被絕緣層115b覆
至Jhl o參見圖1C，實質(zhì)上在包括絕緣層間隔件115a和絕緣層115b的整個表面之上順序地形成第一刻蝕停止層119和第一層間電介質(zhì)層121。第一刻蝕停止層119可以由，例如但 不限于，氮化物層形成?？梢詫嵸|(zhì)上在整個表面上將第一刻蝕停止層119形成到足夠厚的厚度以保持由柵極線DSL、SSL、WLO至WLn造成的臺階。參見圖1D，刻蝕第一層間電介質(zhì)層121和第一刻蝕停止層119，使得它們僅實質(zhì)上保留在柵極線SSL、WL0至WLn、以及DSL之間。此外，可以去除硬掩模層111。因此，可以實質(zhì)上暴露出硅層109 ( S卩，柵極線SSL、WLO至WLn、以及DSL的最高層)的一部分側(cè)壁和全部的上表面。尤其地，優(yōu)選的是，可以刻蝕絕緣層間隔件115a、絕緣層115b、第一層間電介質(zhì)層121以及第一刻蝕停止層119，使得與柵極線SSL、WLO至WLn、DSL的最高層相對應(yīng)的控制柵的硅層109的側(cè)壁暴露出來，同時保持電介質(zhì)層107不被暴露。在形成柵極線SSL、WLO至WLn、以及DSL的區(qū)域和未形成柵極線SSL、WLO至WLn、以及DSL的區(qū)域中，第一層間電介質(zhì)層121的表面高度可以不同。為此，在刻蝕第一層間電介質(zhì)層121之后保留在柵極線SSL、WLO至WLn、以及DSL之間的第一絕緣層121的高度可以不同。因此，優(yōu)選地，可以實質(zhì)上同時地利用，例如但不限于，化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝和第二回蝕工藝來刻蝕第一層間電介質(zhì)層121和第一刻蝕停止層119。因此，可以執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝直至柵極線SSL、WL0至WLn、以及DSL的硬掩模層111暴露出來為止，保留在柵極線SSL、WLO至WLn、以及DSL之間的第一層間電介質(zhì)層121的高度可以變得基本上一致。此外，當(dāng)用第二回蝕工藝來刻蝕絕緣層間隔件115a、絕緣層115b、第一層間電介質(zhì)層121和第一刻蝕停止層119時，柵極線SSL、WL0至WLn、以及DSL的最高層的硅層109的側(cè)壁可以基本上均勻地暴露出來。因此，絕緣層間隔件115a、絕緣層115b、第一層間電介質(zhì)層121以及第一刻蝕停止層119保留為高于柵極線SSL、WLO至WLn、DSL之間的柵極線SSL、WLO至WLn、以及DSL。在用第二回蝕工藝刻蝕字線WLO至WLn之間的絕緣層115b之后，形成在各個絕緣層115b之內(nèi)的空氣間隙117可以被暴露出來。參見圖IE和圖1D，通過執(zhí)行硅化工藝來將控制柵的硅層109暴露的部分形成為金屬硅化物層123。更具體而言，可以通過在實質(zhì)上整個表面上沉積金屬材料——例如但不限于鎢、鈷或鎳等，來形成金屬層，使得硅層109暴露的部分可以實質(zhì)上被包圍。可以利用，例如但不限于熱處理工藝使與金屬層實質(zhì)接觸的硅層109的硅與金屬層的金屬反應(yīng)來形成金屬硅化物層123。如果金屬層實質(zhì)上由鎢構(gòu)成，則可以形成鎢硅化物層。如果金屬層實質(zhì)上由鈷形成，則可以形成鈷硅化物層。如果金屬層實質(zhì)上由鎳形成，則可以形成鎳硅化物。此外，可以去除沒有與硅層109反應(yīng)而保留下來的金屬層。
金屬硅化物層123是在硅層109的頂部實質(zhì)上被絕緣層間隔件115a、絕緣層115b、第一刻蝕停止層119和第一層間電介質(zhì)層121暴露出來的狀態(tài)下形成的。因此,金屬硅化物層123可以實質(zhì)上自動地對準(zhǔn)在柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之上。圖IF示出第二層間電介質(zhì)層125、覆蓋層127和第三層間電介質(zhì)層129。這些層可以順序地形成在包括金屬硅化物層123的整個結(jié)構(gòu)之上。這里，空氣間隙117實質(zhì)上保留完好，因為空氣間隙117暴露出的入口可以實質(zhì)上被在第二層間電介質(zhì)層125形成時由第二層間電介質(zhì)層125形成的突出部而阻塞。覆蓋層127起到實質(zhì)上防止移動的離子例如后續(xù)工藝中產(chǎn)生的氫離子滲透進(jìn)柵極線SSL、WLO至WLn和DSL。另外，覆蓋層127可以充當(dāng)?shù)诙涛g停止層。覆蓋層127可以由與層121、125和129不同的材料形成。例如，覆蓋層127可以由氮化物層形成。在金屬硅化物層已暴露出的情況下，可以在包括金屬硅化物層123的整個結(jié)構(gòu)上 實質(zhì)地形成第二層間電介質(zhì)層125。因此，第二層間電介質(zhì)層125可以實質(zhì)地與金屬硅物層123直接接觸。也就是說，在金屬硅化物層123與第二層間電介質(zhì)層125之間不存在硬掩模層或另外的層。另外，在金屬硅化物層123已暴露出的狀態(tài)下，可以在形成第二層間電介質(zhì)層125之后形成覆蓋層127。因此，覆蓋層127可以實質(zhì)上防止移動的離子例如后續(xù)工藝中產(chǎn)生的氫離子滲透進(jìn)柵極線SSL、WLO至WLn和DSL。參見圖1G，例如可以通過順序地刻蝕第三電介質(zhì)層129、第二刻蝕停止層127、第二層間電介質(zhì)層125、第一層間電介質(zhì)層121和第一刻蝕停止層119來形成接觸孔，使得可以實質(zhì)地暴露出源極選擇線SSL之間和漏極選擇線DSL之間的結(jié)113?？梢酝ㄟ^用導(dǎo)電材料填充接觸孔來形成接觸插塞131。從根據(jù)本實施例所形成的半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)方面考慮，第一柵極線組中所包括的第一柵極線WLO至WLn的最高層是金屬硅化物層123且以第一間隔被布置在半導(dǎo)體襯底101之上。第二柵極線組中所包括的第二柵極線DSL或SSL的最高層是金屬硅化物層123且以大于第一間隔的第二間隔被布置在半導(dǎo)體襯底101之上。絕緣層115b可以用于間隔件且可以形成在柵極線WLO至WLn之間的半導(dǎo)體襯底101之上，每個間隔件包括空氣間隙117?？梢栽跂艠O線DSL或SSL的實質(zhì)上彼此面對的側(cè)壁上形成絕緣層間隔件115a。此外，刻蝕停止層119可以形成在每個絕緣層間隔件115a的側(cè)壁上?？梢栽谡麄€表面上實質(zhì)地形成第三絕緣層125，使得柵極線WLO至WLn之間的空間、漏極選擇線DSL之間的空間、以及源極選擇線SSL之間的空間實質(zhì)上被填充?？梢栽诘谌^緣層125之上或?qū)嵸|(zhì)上在第三絕緣層125上形成覆蓋層127。覆蓋層127可以由，例如但不限于，氮化物層形成，且可以實質(zhì)地形成在柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之上。接觸插塞131可以穿通覆蓋層127和第三絕緣層125而形成，且可以實質(zhì)上與形成在柵極線DSL和SSL之間的半導(dǎo)體襯底101中的結(jié)113耦接。還可以在刻蝕停止層119與接觸插塞131之間形成第一層間電介質(zhì)層121。柵極線SSL、WLO至WLn和DSL的最高層可以由金屬娃化物層123形成,而在金屬硅化物層123上沒有硬掩模。因此，金屬硅化物層123可以與第二絕緣層125相鄰或者可以直接與第二絕緣層125實質(zhì)地接觸。
如上所述，根據(jù)本實施例的方法和結(jié)構(gòu)，盡管柵極線SSL、WL0至WLn和DSL中的每個的寬度可以變窄，但是柵極線SSL、WLO至WLn和DSL的電阻可以減小，因為形成了具有低電阻的金屬硅化物層123。另外，當(dāng)形成第二層間電介質(zhì)層125，空氣間隙117可以保留在字線WLO至WLn之間。因此，字線WLO至WLn之間的寄生電容可以減小，因此字線WLO至WLn之間的干擾可以最小化。圖2A至圖2H是上述與圖IA至圖IG相關(guān)的實施例的變型，且還示出一種最小化干擾和減小柵極線電阻的方法。圖2A至圖2H是說明制造半導(dǎo)體器件的方法的截面圖。參見圖2A，柵極線SSL、WL0至WLn和DSL被示出為具有硅層209作為形成在半導(dǎo)體襯底201之上的最高層。實質(zhì)地在柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之間的半導(dǎo)體襯底201內(nèi)形成結(jié)213。例如，在NAND快閃存儲器的情況下，柵極線SSL、WLO至WLn和DSL可以包括柵源 極選擇線SSL、字線WLO至WLn和漏極選擇線DSL。柵極線SSL、WL0至WLn和DSL每個都可以具有包括隧道絕緣層203、例如用于浮柵的硅層205、電介質(zhì)層207、以及例如用于控制柵的硅層209的層疊結(jié)構(gòu)?？梢栽诟鱾€柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之上實質(zhì)地形成硬掩模層211。硬掩模層211例如可以由氧化物層形成?？梢岳门c參照圖IA描述的相同方法來形成柵極線SSL、WLO至WLn和DSL以及結(jié)213。接著，在柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之間形成反應(yīng)停止層，所述反應(yīng)停止層用于允許金屬層與對應(yīng)于柵極線SSL、WLO至WLn和DSL中的最高的娃層的用于控制柵的娃層209反應(yīng)但防止金屬層在硅化工藝中與其余的硅結(jié)構(gòu)(例如用于浮柵的硅層和半導(dǎo)體襯底)反應(yīng)。這在下文詳細(xì)描述。參見圖2B，在包括柵極線SSL、WLO至WLn和DSL的整個表面上形成鈍化層215?？梢酝ㄟ^沉積氧化物層，例如通過使用化學(xué)氣相沉積(CVD)法，來形成鈍化層215。在包括鈍化層215的整個表面上形成反應(yīng)停止絕緣層217，使得柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之間的空間實質(zhì)上被填充。反應(yīng)停止絕緣層217可以由，例如但不限于，絕緣層、旋涂碳(SOC)層或具有流動性的光刻膠形成。由于反應(yīng)停止絕緣層217由具有流動性的材料形成，因此反應(yīng)停止絕緣層217可以填充在柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之間，而實質(zhì)上不會或不會在柵極線之間留下空氣間隙。鈍化層215和反應(yīng)停止絕緣層217形成反應(yīng)停止層。鈍化層215可以起到防止反應(yīng)停止絕緣層217中所包括的雜質(zhì)實質(zhì)上滲透進(jìn)柵極線SSL、WL0至WLn和DSL的作用。然而，可以根據(jù)形成反應(yīng)停止絕緣層217的材料而省略鈍化層215。參見圖2C，實質(zhì)上去除柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之上的硬掩模層211，例如，可以執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝直到實質(zhì)上暴露出用于控制柵的硅層209為止。因此，鈍化層215和反應(yīng)停止絕緣層217保留在柵極線SSL、WL0至WLn和DSL之間。在例如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝之后，整個結(jié)構(gòu)的頂表面會變得實質(zhì)上平坦，且存留在柵極線SSL、WL0至WLn和DSL之間的反應(yīng)停止絕緣層217可以實質(zhì)上具有一致的高度。參見圖2D，通過利用例如第一回蝕工藝刻蝕鈍化層215和反應(yīng)停止絕緣層217，實質(zhì)地暴露出柵極線SSL、WLO至WLn和DSL的最高的硅層209的側(cè)壁。優(yōu)選地，刻蝕鈍化層215和反應(yīng)停止絕緣層217，使得硅層209的全部側(cè)壁都實質(zhì)上被暴露出來。然而，在本實施例中，可以刻蝕硅層209直到電介質(zhì)層207剛暴露出來為止。為此，可以刻蝕鈍化層215和反應(yīng)停止絕緣層217，使得只暴露出硅層209的側(cè)壁。此外，可以通過使用可以以相同速率來刻蝕鈍化層215和反應(yīng)停止絕緣層217的刻蝕劑來執(zhí)行第一回蝕工藝。反應(yīng)停止絕緣層217可以具有實質(zhì)上均勻的刻蝕厚度，因為可以在反應(yīng)停止絕緣層217保持實質(zhì)上均勻的高度的狀態(tài)下執(zhí)行第一回蝕工藝。因此，柵極線SSL、WLO至WLn和DSL的最高的硅層209的側(cè)壁可以均勻暴露出來。因此，在柵極線SSL、WL0至WLn和DSL之間，每個都包括鈍化層215和反應(yīng)停止絕緣層217的反應(yīng)停止層可以具有比柵極線SSL、WLO至WLn和DSL低的高度。可以在第一回蝕工藝之后執(zhí)行清潔工藝。在本實施例中，可以完全地和實質(zhì)地去除刻蝕副產(chǎn)物，且可以實質(zhì)地基本防止刻蝕副產(chǎn)物保留在空氣間隙中，因為清潔工藝可以不帶空氣間隙地執(zhí)行。

參見圖2E，通過執(zhí)行例如硅化工藝而將用于控制柵的硅層209的實質(zhì)上暴露出的部分形成為金屬硅化物層219。金屬硅化物層219可以由，例如但不限于，硅化鎢層、硅化鈷層和硅化鎳層中的任何一種形成。此外，可以利用與上面參照圖IE描述的方法相同的方法來形成金屬娃化物層219。金屬硅化物層219可以在各個柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之上自動對準(zhǔn)，因為它們是在只有硅層209的頂部被暴露在反應(yīng)停止層(215和217)之間的狀態(tài)下形成的。另外，可以在柵極線SSL、WLO至WLn和DSL之間的反應(yīng)停止層(215和217)中實質(zhì)上不形成空氣間隙的狀態(tài)下形成金屬硅化物層219。因此，在形成金屬硅化物層219之后在去除金屬層時，金屬層的一部分不會存留在空氣間隙內(nèi)。參見圖2F，可以去除或?qū)嵸|(zhì)上去除反應(yīng)停止絕緣層217。在一些實施例中，例如，在圖2E中，可以首先去除反應(yīng)停止層(215和217)的反應(yīng)停止絕緣層217，然后在僅鈍化層215存留下來的狀態(tài)下可以例如通過硅化工藝形成金屬硅化物層219。在去除反應(yīng)停止絕緣層217時，鈍化層215實質(zhì)上保護(hù)柵極線SSL、WLO至WLn和DSL的側(cè)壁。另外，可以保留鈍化層215以便實質(zhì)地防止在后續(xù)工藝中形成的層間電介質(zhì)層中所包括的雜質(zhì)滲透進(jìn)柵極線SSL、WLO至WLn和DSL。接著，在實質(zhì)上在整個表面上形成用于間隔件的絕緣層221之后，可以通過執(zhí)行例如第二回蝕工藝而在漏極選擇線DSL和源極選擇線SSL的彼此面對的側(cè)壁上形成絕緣層間隔件。另外，由于選擇線SSL或DSL與字線WLO或WLn之間的間隔、字線WLO至WLn之間的間隔窄，因此絕緣層221可以實質(zhì)地分別填充在選擇線SSL或DSL與字線WLO或WLn之間以及字線WLO至WLn之間。因此，漏極選擇線DSL之間的結(jié)213的一部分以及源極選擇線SSL之間的結(jié)213的一部分可以實質(zhì)上被暴露出來，但是形成在字線WLO至WLn之間的結(jié)213可以完全地或?qū)嵸|(zhì)地被絕緣層221覆蓋。優(yōu)選地，例如，用于間隔件的絕緣層221可以利用等離子體增強(qiáng)氣相沉積(PE-CVD)法由未摻雜的硅酸鹽玻璃(USG)層形成?？梢岳肧iH4作為源氣體、N2O作為反應(yīng)氣體、氮氣作為運載氣體來形成USG層?？梢岳缤ㄟ^在350°C至450°C的溫度范圍內(nèi)通過供給800W至1200W的RF功率來形成USG層。具體地，沉積在柵極線SSL、WLO至WLn和DSL的平面上的USG層的量以及沉積在柵極線SSL、WL0至WLn和DSL的側(cè)壁上的USG層的量可以根據(jù)SiH4的流量而不同。例如，如果所提供的SiH4的量多于350SCCm的SiH4(例如，350標(biāo)準(zhǔn)立方米每分鐘(sccm)至550sccm),貝U可以將USG層沉積得在水平面上比在垂直面上厚，因此可以提高在柵極線SSL、WL0至WLn和DSL的頂角部產(chǎn)生的突出部的程度。因此，如果增加SiH4的量，則可以形成絕緣層221，使得在不完全填充字線WLO至WLn之間的空間的情況下產(chǎn)生空氣間隙。如果如上所述那樣控制用于形成絕緣層221的源氣體的流量，則可以控制沉積在柵極線SSL、WL0至WLn和DSL的頂角部的絕緣層221的量，且形成在柵極線SSL、WL0至WLn和DSL的頂角部的突出部可以具有不同的厚度。例如，如果絕緣層221的突出部增加，則在絕緣層221填充在字線WLO至WLn之間之前，絕緣層221可以在相鄰的字線的角部處彼此接觸。因此，絕緣層221可以不完全地填充在字線WLO至WLn之間，且空氣間隙221A可以均勻地形成在字線WLO至WLn之間。參見圖2G，可以在包括絕緣層221的表面上實質(zhì)地形成刻蝕停止層223?？涛g停 止層223可以由例如氮化物層形成。層間電介質(zhì)層225可以形成在刻蝕停止層223上或者 與刻蝕停止層223相鄰。參見圖2H，可以例如通過順序地刻蝕層間電介質(zhì)層225和刻蝕停止層223來形成接觸孔，使得源極選擇線SSL之間的結(jié)213和漏極選擇線DSL之間的結(jié)213實質(zhì)上暴露出來?？梢酝ㄟ^用例如導(dǎo)電材料填充接觸孔來形成接觸插塞227。根據(jù)前述實施例，盡管柵極線SSL、WL0至WLn和DSL中的每個的寬度變窄，但是柵極線SSL、WL0至WLn和DSL的電阻可以減小，因為形成了具有低電阻的金屬硅化物層123。另外，由于在字線WLO至WLn之間形成空氣間隙117，因此可以減小字線WLO至WLn之間的寄生電容，且因而可以最小化字線WLO至WLn之間的干擾。根據(jù)另一個實施例，在形成空氣間隙221A之后空氣間隙221A不會被暴露出來。因此，刻蝕副產(chǎn)物保留在空氣間隙221A內(nèi)且金屬材料即便是在硅化工藝之后也保留下來的可能性很小或沒有。另外，可以防止在后續(xù)工藝中對空氣間隙221A的破壞。因此，可以在字線WLO至WLn之間均勻地形成空氣間隙221A，且可以均勻地控制和減小字線WLO至WLn之間的寄生電容。具體地，盡管僅使用一個刻蝕停止層，但是在形成接觸孔時，可以保護(hù)所有的柵極線SSL、WLO至WLn和DSL。因此，可以防止或?qū)嵸|(zhì)地防止柵極線SSL、WLO至WLn和DSL因為柵極線SSL、WLO至WLn和DSL實質(zhì)上被暴露出來而與接觸插塞227耦接。另外，通過使用僅僅一個刻蝕停止層從而減少形成的層間電介質(zhì)層的數(shù)量，可以減少工藝步驟的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以在與柵極線SSL、WLO至WLn和DSL的最高層相對應(yīng)的硅層109或209暴露出來的狀態(tài)下將硅層形成為金屬硅化物層。因此，金屬硅化物層123或219可以在相應(yīng)的硅層109或209之上實質(zhì)地自對準(zhǔn)，因而可以不需要針對每個柵極線來劃分金屬硅化物層123或219的刻蝕工藝。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以簡化工藝，可以最小化因為提供給柵極線的電壓而發(fā)生在相鄰柵極線的電壓中的偏移，且可以減小柵極線的電阻。另外，可以通過例如氮化物層來安全地保護(hù)柵極線。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件,包括 第一柵極線，所述第一柵極線以第一間隔布置在半導(dǎo)體襯底之上且每個第一柵極線都包括以金屬硅化物層作為頂層的多個層； 第二柵極線，所述第二柵極線以大于所述第一間隔的第二間隔布置在所述半導(dǎo)體襯底之上且每個第二柵極線都包括以金屬硅化物層作為頂層的多個層； 第一絕緣層，所述第一絕緣層形成在所述半導(dǎo)體襯底之上的第一柵極線之間且被配置成包括空氣間隙； 第二絕緣層，所述第二絕緣層形成在所述第二柵極線的彼此相鄰的側(cè)壁上； 刻蝕停止層，所述刻蝕停止層形成在所述第二絕緣層的側(cè)壁上； 第三絕緣層，所述第三絕緣層形成在所述第一柵極線之上和之間以及所述第二柵極線之上和之間； 形成在所述第三絕緣層之上的覆蓋層；以及 接觸插塞，所述接觸插塞被形成為在所述第二間隔中穿通所述覆蓋層和所述第三絕緣層，以便與形成在所述第二柵極線之間的半導(dǎo)體襯底中的結(jié)耦接。
2.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述金屬硅化物層中的每個是硅化鎢層、硅化鈷層和硅化鎳層中的任何一種。
3.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，還包括形成在所述刻蝕停止層與所述接觸插塞之間的第四絕緣層。
4.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述覆蓋層由氮化物層形成。
5.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一絕緣層的高度比所述第一柵極線的高度低。
6.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第三絕緣層與所述第一柵極線和所述第二柵極線的金屬硅化物層接觸。
7.—種制造半導(dǎo)體器件的方法，包括以下步驟 在半導(dǎo)體襯底之上形成柵極線，每個柵極線包括以硅層作為頂層的多個層； 在所述柵極線之間形成反應(yīng)停止層，使得每個柵極線的硅層被暴露出來； 將每個柵極線的所述硅層的暴露出來的部分形成為金屬硅化物層； 去除所述反應(yīng)停止層；以及 在所述柵極線之上和之間形成絕緣層，每個柵極線包括金屬硅化物層。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述柵極線之間的反應(yīng)停止層的高度比所述柵極線的高度低。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中， 所述反應(yīng)停止層具有鈍化層與反應(yīng)停止絕緣層的層疊結(jié)構(gòu)，以及 在形成所述金屬硅化物層之前去除所述反應(yīng)停止絕緣層和所述鈍化層。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，形成所述柵極線之間的反應(yīng)停止層使得所述硅層被暴露出來的步驟包括以下步驟 在所述柵極線之上和在所述半導(dǎo)體襯底之上形成鈍化層； 在所述鈍化層之上形成反應(yīng)停止絕緣層；以及 刻蝕所述鈍化層和所述反應(yīng)停止絕緣層，使得所述鈍化層和所述反應(yīng)停止絕緣層僅存留在所述柵極線之間。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述鈍化層由氧化物層形成。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述反應(yīng)停止絕緣層由旋涂碳層形成。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述反應(yīng)停止絕緣層由光刻膠形成。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，刻蝕所述鈍化層和所述反應(yīng)停止絕緣層的步驟包括以下步驟 執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝，使得所述鈍化層和所述反應(yīng)停止絕緣層僅存留在所述柵極線之間；以及 利用回蝕工藝刻蝕所述鈍化層和所述反應(yīng)停止層，使得所述柵極線之間的鈍化層和反應(yīng)停止層具有比所述柵極線低的高度。
15.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述金屬硅化物層是硅化鎢層、硅化鈷層和硅化鎳層中的任何一種。
16.如權(quán)利要求7所述的方法，其中， 每個柵極線是源極選擇線、字線和漏極選擇線中的一種， 在所述絕緣層的在兩個相鄰字線之間、在彼此相鄰的源極選擇線與字線之間、在彼此相鄰的漏極選擇線與字線之間的部分內(nèi)形成間隙，以及 所述絕緣層被形成在相鄰的兩個源極選擇線的側(cè)壁上和相鄰的兩個漏極選擇線的側(cè)壁上。
17.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括以下步驟 在所述絕緣層之上形成刻蝕停止層； 在所述刻蝕停止層上形成層間電介質(zhì)層； 通過刻蝕所述層間電介質(zhì)層和所述刻蝕停止層的預(yù)定部分來形成接觸孔；以及 在所述接觸孔中形成接觸插塞。
18.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述絕緣層由未摻雜的硅酸鹽玻璃USG層形成。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述USG層是通過利用SiH4作為源氣體和N2O作為反應(yīng)氣體而形成的。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，調(diào)整所述SiH4氣體的流量以控制形成的絕緣層的量。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述SiH4氣體的流量為350sccm至550sccm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。半導(dǎo)體器件包括第一柵極線，第一柵極線以第一間隔布置在襯底之上且每個都被配置成具有硅化物層作為最高層；第二柵極線，第二柵極線以大于第一間隔的第二間隔布置在襯底之上且每個都被配置成具有硅化物層作為最高層；第一絕緣層，第一絕緣層形成在襯底之上的第一柵極線之間且包括間隙；第二絕緣層，第二絕緣層形成在第二柵極線的側(cè)壁上；刻蝕停止層，刻蝕停止層與第二絕緣層相鄰；第三絕緣層，第三絕緣層位于第一柵極線之上和之間以及第二柵極線之上和之間；第三絕緣層之上的覆蓋層；以及與覆蓋層和第三絕緣層相鄰且與結(jié)耦接的接觸插塞，結(jié)與第二柵極線之間的襯底相鄰。
文檔編號H01L21/28GK102769030SQ20121013385
公開日2012年11月7日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者金兌京, 金昌燮 申請人:愛思開海力士有限公司