接觸插塞的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及接觸插塞的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路的制作向超大規(guī)模集成電路發(fā)展，集成電路內(nèi)部的電路密度越來(lái)越大，所包含的元件數(shù)量也越來(lái)越多，這種發(fā)展使得晶圓表面無(wú)法提供足夠的面積來(lái)制作所需的互連線。
[0003]為了滿足元件縮小后的互連線需求，互連金屬層的設(shè)計(jì)成為超大規(guī)模集成電路技術(shù)所通常采用的一種方法。目前，互連金屬層與襯底中的器件之間的導(dǎo)通是通過(guò)接觸插塞實(shí)現(xiàn)的。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，半導(dǎo)體襯底上的相鄰兩柵極會(huì)出現(xiàn)共漏極的情形，在相鄰兩柵極共漏極的情況下，參考圖1?圖3，襯底上的共用漏極接觸插塞的形成方法包括:
[0005]參考圖1，在所述半導(dǎo)體襯底10上形成柵極11，柵極11兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成有源極12和漏極13，其中相鄰兩個(gè)柵極11共用漏極13。形成層間介質(zhì)層14，覆蓋柵極11和半導(dǎo)體襯底10。參考圖2，在層間介質(zhì)層14表面形成圖案化的光刻膠(圖未示)，定義共用漏極接觸孔的位置和分布，以圖案化的光刻膠為掩膜，對(duì)層間介質(zhì)層14進(jìn)行刻蝕，形成共用漏極接觸孔15，共用漏極接觸孔15的底部露出漏極13，此時(shí)的共用漏極接觸孔15的開(kāi)口尺寸上下一致。參考圖3，采用鎢金屬填充共用漏極接觸孔15形成共用漏極接觸插塞16，共用漏極接觸插塞16與漏極13電連接。
[0006]參考圖3，相鄰兩個(gè)柵極11共用漏極13。而相鄰兩個(gè)柵極11之間的距離是固定的，因此，相對(duì)于其他源極接觸孔、漏極接觸孔，共用漏極接觸孔15的開(kāi)口尺寸不能太大，否則形成的共用漏極接觸插塞16與柵極11之間距離太近，容易產(chǎn)生漏電流。
[0007]但是，使用現(xiàn)有技術(shù)形成的共用漏極位置的接觸插塞性能不好，從而影響后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中，形成的共用漏極位置的接觸插塞性能不好，從而影響后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件的性能。
[0009]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種接觸插塞的形成方法，包括:
[0010]提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有柵極，柵極兩側(cè)的襯底中形成有源極、漏極；
[0011]形成覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的介質(zhì)層，所述介質(zhì)層分為上下兩部分，下部分的厚度與所述柵極的高度相等，或者，所述下部分的厚度大于所述柵極的高度預(yù)定尺寸，上部分致密度由頂層至上半部分底層逐漸增加，下部分各處的致密度相等且大于等于上部分底層的致密度；
[0012]刻蝕所述介質(zhì)層形成接觸孔，所述接觸孔的頂部開(kāi)口尺寸最大；
[0013]在所述接觸孔內(nèi)填充導(dǎo)電層，形成接觸插塞，接觸插塞與源極、漏極電連接。
[0014]可選的，相鄰兩柵極共漏極。
[0015]可選的，所述預(yù)定距離大于O埃且小于等于1000埃。
[0016]可選的，所述介質(zhì)層的材料為氧化硅。
[0017]可選的，采用常壓化學(xué)氣相沉積工藝，形成所述介質(zhì)層上部分，其中反應(yīng)氣體包括SiH4和N2O,反應(yīng)過(guò)程中SiH4與N2O流量比由1:5增加至1:20,反應(yīng)溫度為280?520°C，射頻功率為294?546W，沉積電壓為1.89?3.5ITorr0
[0018]可選的，所述介質(zhì)層上部分的形成方法包括:在所述介質(zhì)層下部分表面沉積形成子介質(zhì)層，并對(duì)所述子介質(zhì)層進(jìn)行等離子體處理；循環(huán)在所述介質(zhì)層下部分表面沉積形成子介質(zhì)層，并對(duì)所述子介質(zhì)層進(jìn)行等離子體處理的步驟，依次形成若干子介質(zhì)層，上述子介質(zhì)層堆疊形成致密度逐漸減小的介質(zhì)層上部分。
[0019]可選的，所述子介質(zhì)層的厚度范圍為20埃?100埃。
[0020]可選的，采用常壓化學(xué)氣相沉積工藝形成所述子介質(zhì)層，其中反應(yīng)氣體包括正硅酸乙酯、SiH4中的一種或兩種，以及O2或O3中的一種或兩種，反應(yīng)溫度為700?1000°C。
[0021]可選的，所述等離子體處理為氧等離子體處理，采用的氣體為O2或O3，其中，O2或O3的流量范圍為50?500sccm，等離子體處理的時(shí)間為5?60s，射頻功率為30?1000W。
[0022]可選的，保持氧等離子體處理的時(shí)間不變，隨子介質(zhì)層與介質(zhì)層下部分的距離增加而提聞所述氧等尚子體處理的射頻功率。
[0023]可選的，循環(huán)上述工藝步驟的次數(shù)為5?30。
[0024]可選的，所述介質(zhì)層下部分的形成方法為常壓化學(xué)氣相沉積工藝，工藝參數(shù)包括:
[0025]反應(yīng)氣體包括SiH4和N2O,反應(yīng)過(guò)程中SiH4與N2O流量比為1:5，反應(yīng)溫度為280?520°C，射頻功率為294?546W，沉積電壓為1.89?3.51Torr。
[0026]可選的，刻蝕所述介質(zhì)層形成接觸孔的方法包括:
[0027]在所述介質(zhì)層的頂部形成圖案化的掩膜層；
[0028]以所述圖案化的掩膜層為掩膜，采用各向異性等離子刻蝕的方法刻蝕所述介質(zhì)層，形成開(kāi)口尺寸上下一致的接觸孔；
[0029]采用各向同性等離子刻蝕或濕法腐蝕的方法刻蝕所述開(kāi)口尺寸上下一致的接觸孔，形成所述頂部開(kāi)口尺寸最大的接觸孔。
[0030]可選的，所述各向異性等離子刻蝕的工藝為:
[0031]刻蝕氣體包括主刻蝕氣體和輔助刻蝕氣體，所述主刻蝕氣體包括CxFy氣體，所述輔助刻蝕氣體包括02，H2, Ar，N2, CxHyFz中的一種或多種氣體，激發(fā)功率100?5000W，偏置功率O?500W，刻蝕氣體總流量為10?lOOOOsccm。
[0032]可選的，應(yīng)用所述濕法腐蝕的濕法腐蝕劑為氫氟酸溶液，反應(yīng)溫度為20?100°C。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034]刻蝕介質(zhì)層形成接觸孔，所述接觸孔的頂部開(kāi)口最大，因此，該開(kāi)口的深寬比有所減小，在深寬比減小的開(kāi)口內(nèi)填充導(dǎo)電層形成的接觸插塞的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生空氣隙，從而使得后續(xù)形成的接觸插塞的阻值減小和減小后續(xù)形成的接觸插塞內(nèi)的電遷移現(xiàn)象。另外，該接觸孔在介質(zhì)層下部分的開(kāi)口等于或小于在介質(zhì)層上部分底層的開(kāi)口尺寸，且接觸孔在介質(zhì)層下部分的開(kāi)口尺寸相等，可以保證該接觸孔與兩側(cè)相鄰的柵極之間的距離，避免在該接觸孔形成的接觸插塞與兩側(cè)相鄰的柵極之間的距離過(guò)大而出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1?圖3是現(xiàn)有技術(shù)中形成共用漏極接觸插塞的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4?圖7是本發(fā)明具體實(shí)施例中形成共用漏極接觸插塞的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]現(xiàn)有技術(shù)中，形成的源極接觸插塞性能不好的原因如下:
[0038]參考圖2，相對(duì)于互連金屬層與互連金屬層之間的通孔來(lái)說(shuō)，共用漏極接觸孔15的高度至少等于柵極11的高度和該柵極接觸孔的高度和，這樣，共用漏極接觸孔15的高度遠(yuǎn)比連通相鄰兩互連金屬層的通孔高度大，因此，相對(duì)于互連金屬層與互連金屬層之間的通孔、其他源極接觸孔和漏極接觸孔來(lái)說(shuō)，共用漏極接觸孔15的深寬比大。參考圖3，在如此大深寬比的共用漏極接觸孔15內(nèi)填充鎢金屬層形成的共用漏極接觸插塞16的內(nèi)部會(huì)有空氣隙17?？諝庀?7的存在一方面會(huì)增加共用漏極接觸插塞16的電阻；另一方面，空氣隙17使金屬原子在共用漏極接觸插塞16內(nèi)部移動(dòng)，形成電遷移。因此，現(xiàn)有技術(shù)形成的接觸插塞16的性能不好，從而影響后續(xù)形成的半導(dǎo)體器件的性能。
[0039]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種接觸插塞的形成方法。
[0040]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。具體如下:
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