一種集成電路芯片及其接觸孔的填充方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種集成電路芯片及其接觸孔的填充方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在半導(dǎo)體器件的制作過程中，接觸孔(CT)作為器件有源層與外界電路之間連接的通道，在器件結(jié)構(gòu)組成中具有重要的作用。半導(dǎo)體器件的基本結(jié)構(gòu)包括:在襯底上形成的柵極結(jié)構(gòu)、有源層、有源層表面的金屬硅化物、覆蓋柵極結(jié)構(gòu)和有源層的氮化層，以及沉積于氮化層表面的層間介質(zhì)層(ILD)等，接觸孔與半導(dǎo)體器件有源層上的金屬硅化物層電性連接。
[0003]對于一些特殊半導(dǎo)體器件，要求接觸孔與半導(dǎo)體器件的電性連接能夠承受較大的電流，以及較高的頻率，此類接觸孔的開口寬度較大，通常大于4 μ m,深度較深，通常大于2 μ m，被稱為深接觸孔；如圖1所示，為一種含有深接觸孔的芯片的示意圖，其中101為襯底，102為介質(zhì)層，103為接觸孔。對此類接觸孔進(jìn)行填充時(shí)，按照常規(guī)填充厚度進(jìn)行填充，由于接觸孔開口較大，且深度較深，容易出現(xiàn)接觸孔無法填滿的情況，導(dǎo)致半導(dǎo)體半成品表面平整度較差，為后續(xù)工藝帶來影響。如圖2所示，為接觸孔未填滿的半導(dǎo)體半成品示意圖，201為襯底，202為介質(zhì)層，203為金屬層；由于接觸孔處沒有填充滿，導(dǎo)致接觸孔與介質(zhì)層處的金屬層存在高度差，當(dāng)進(jìn)行后續(xù)工藝時(shí)，金屬層的表面平整度較差，容易導(dǎo)致器件成平率較低?；蛘邔Υ祟惤佑|孔進(jìn)行填充時(shí)，為了將接觸孔填滿，如圖3所示，導(dǎo)致介質(zhì)層301處金屬層302厚度過厚，需要通過刻蝕工藝去除介質(zhì)層處部分厚度的金屬層302，進(jìn)行刻蝕處理時(shí)，需要涂覆光刻膠進(jìn)行曝光處理，由于光刻膠為液態(tài)，具有一定的流動性，當(dāng)進(jìn)行光刻膠的涂覆處理時(shí)，光刻膠在接觸孔處對應(yīng)的凹陷處的厚度較厚，導(dǎo)致曝光處理時(shí)，該處的光刻膠無法完全光爆光，為后續(xù)工藝中，去除光刻膠帶來了困難。
[0004]因此現(xiàn)有技術(shù)中，制作半導(dǎo)體器件時(shí)，針對深接觸孔進(jìn)行填充時(shí)，容易出現(xiàn)接觸孔填充不滿，或介質(zhì)層對應(yīng)的金屬層厚度過厚但難以去除，導(dǎo)致金屬層表面平整度較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種接觸孔的填充方法，將現(xiàn)有技術(shù)中在一個(gè)深接觸孔的區(qū)域內(nèi)通過介質(zhì)層形成若干個(gè)接觸孔，使每個(gè)接觸孔的開口寬度小于設(shè)定的閾值；由于在設(shè)定的深接觸孔的區(qū)域內(nèi)需要填充的金屬填充物的體積減小，也就縮短了填充接觸孔的時(shí)間，當(dāng)接觸孔填滿時(shí)，介質(zhì)層上沉積的金屬層的厚度較薄，接觸孔處的金屬層與介質(zhì)層處的金屬層的高度差也較小，從而提高了金屬層表面平整度。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種接觸孔的填充方法，該方法包括:
[0007]在形成有源層以及介質(zhì)層的襯底基板上，通過一次構(gòu)圖工藝在每個(gè)需要形成深接觸孔的區(qū)域內(nèi)形成至少兩個(gè)接觸孔，各接觸孔的最大開口寬度小于設(shè)定閾值；
[0008]在所述介質(zhì)層以及所述接觸孔區(qū)域上沉積一層金屬層；
[0009]其中每個(gè)接觸孔區(qū)域的全部接觸孔與襯底基板上的該接觸孔區(qū)域?qū)?yīng)的有源層通過所述金屬層電連接。
[0010]上述實(shí)施例中一個(gè)深接觸孔的區(qū)域內(nèi)通過介質(zhì)層形成若干個(gè)接觸孔，使每個(gè)接觸孔的開口寬度小于設(shè)定的閾值；由于在設(shè)定的深接觸孔的區(qū)域內(nèi)需要填充的金屬填充物的體積減小，也就縮短了填充接觸孔的時(shí)間，當(dāng)接觸孔填滿時(shí)，介質(zhì)層上沉積的金屬層的厚度較薄，接觸孔處的金屬層與介質(zhì)層處的金屬層的高度差也較小，從而提高了金屬層表面平整度。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例中所述各接觸孔的最大開口寬度不大于Ιμ??。
[0012]所述各接觸孔的最大開口寬度不小于0.3 μ m。
[0013]上述實(shí)施例中接觸孔的開口寬度不大于1 μ m，不小于0.3 μ m ;接觸孔的開口寬度越小，填充后，金屬層表面平整度越好；但開口寬度太小也不利于填充。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例中每個(gè)需要形成深接觸孔的區(qū)域內(nèi)形成的接觸孔的個(gè)數(shù)，由深接觸孔的區(qū)域的上表面橫截面積及每個(gè)接觸孔的上表面橫截面積確定。
[0015]上述實(shí)施例中根據(jù)深接觸孔的區(qū)域的上表面橫截面積以及每個(gè)接觸孔的上表面橫截面積確定接觸孔的個(gè)數(shù)，相鄰接觸孔之間的介質(zhì)層的厚度約為介質(zhì)層深度的十分之
ο
[0016]本發(fā)明實(shí)施例中所述一個(gè)深接觸孔的區(qū)域內(nèi)的接觸孔按照下列規(guī)則中的一種或其組合進(jìn)行排列:所述接觸孔呈條狀排列，所述接觸孔被介質(zhì)層分割呈島狀排列，所述接觸孔呈網(wǎng)格狀排列。
[0017]上述實(shí)施例中接觸孔區(qū)域由于劃分為若干個(gè)區(qū)域，由于一個(gè)接觸孔區(qū)域中的接觸孔全部電連接，因此，接觸孔區(qū)域通過電流的大小不變。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種集成電路芯片，所述芯片包括:
[0019]形成于襯底基板上的有源層；
[0020]覆蓋在所述有源層以及未被有源層覆蓋的襯底基板上的介質(zhì)層；
[0021]所述介質(zhì)層中包括至少一個(gè)深接觸孔的區(qū)域，所述深接觸孔的區(qū)域內(nèi)有至少兩個(gè)接觸孔，各接觸孔的最大開口寬度小于設(shè)定閾值；
[0022]覆蓋在所述介質(zhì)層以及所述深接觸孔的區(qū)域上的金屬層，每個(gè)接觸孔區(qū)域的全部接觸孔與襯底基板上的該接觸孔區(qū)域位置對應(yīng)的有源層通過所述金屬層電連接。
[0023]上述實(shí)施例中一個(gè)深接觸孔的區(qū)域內(nèi)通過介質(zhì)層形成若干個(gè)接觸孔，使每個(gè)接觸孔的開口寬度小于設(shè)定的閾值；由于在設(shè)定的深接觸孔的區(qū)域內(nèi)需要填充的金屬填充物的體積減小，也就縮短了填充接觸孔的時(shí)間，當(dāng)接觸孔填滿時(shí)，介質(zhì)層上沉積的金屬層的厚度較薄，接觸孔處的金屬層與介質(zhì)層處的金屬層的高度差也較小，從而提高了金屬層表面平整度。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例中所述各接觸孔的最大開口寬度不大于Ιμπι。
[0025]所述各接觸孔的最大開口寬度不小于0.3 μ m。
[0026]上述實(shí)施例中接觸孔的開口寬度不大于1 μ m，不小于0.3 μ m ;接觸孔的開口寬度越小，填充后，金屬層表面平整度越好；但開口寬度太小也不利于填充。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例中所述一個(gè)深接觸孔的區(qū)域內(nèi)的接觸孔按照下列規(guī)則中的一種或其組合進(jìn)行排列:所述接觸孔呈條狀排列，所述接觸孔被介質(zhì)層分割呈島狀排列，所述接觸孔呈網(wǎng)格狀排列。
[0028]上述實(shí)施例中接觸孔區(qū)域由于劃分為若干個(gè)區(qū)域，由于一個(gè)接觸孔區(qū)域中的接觸孔全部電連接，因此，接觸孔區(qū)域通過電流的大小不變。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中所述集成電路芯片中至少包括兩個(gè)深接觸孔的區(qū)域，不同深接觸孔的區(qū)域內(nèi)的接觸孔的排列規(guī)則全部相同、部分相同或全部不同。
[0030]上述實(shí)施例中每個(gè)深接觸孔的區(qū)域可以根據(jù)需要對接觸孔的排列規(guī)則進(jìn)行設(shè)定，并使通過深接觸孔的區(qū)域的電流大小基本不變。
【附圖說明】
[0031]圖1為【背景技術(shù)】中含有深接觸孔的電路板半成品的示意圖；
[0032]圖2為【背景技術(shù)】中接觸孔未填滿的半導(dǎo)體半成品示意圖；
[0033]圖3為【背景技術(shù)】中接觸孔填滿金屬層過厚的半導(dǎo)體半成品示意圖；
[0034]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中一種接觸孔的填充方法的流程示意圖；
[0035]圖5a為本發(fā)明實(shí)施例中接觸孔區(qū)域的接觸孔呈條狀排列的俯視示意圖；
[0036]圖5b為本發(fā)明實(shí)施例中接觸孔區(qū)域的接觸孔呈島狀排列的俯視示意圖；
[0037]圖5c為本發(fā)明實(shí)施例中接觸孔區(qū)域的接觸孔呈網(wǎng)格狀排列的俯視示意圖；
[0038]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中一種接觸孔的具體填充方法的流程示意圖；
[0039]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中沉積介質(zhì)層后的襯底基板的示意圖；
[0040]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中形成條狀接觸孔圖形的襯底基板的俯視示意圖；
[0041]圖9為本發(fā)明實(shí)施例中形成接觸孔的襯底基板的示意圖；
[0042]圖10為本發(fā)明實(shí)施例中填充接觸孔后的襯底基板的示意圖；
[0043]圖11為本發(fā)明實(shí)施例中一種集成電路芯片的部分部件的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種接觸孔的填充方法，將現(xiàn)有技術(shù)中在一個(gè)深接觸孔的區(qū)域內(nèi)通過介質(zhì)層形成若干個(gè)接觸孔，使每個(gè)接觸孔的開口寬度小于設(shè)定的閾值；由于在設(shè)定的深接觸孔的區(qū)域內(nèi)需要填充的金屬填充物的體積減小，也就縮短了填充接觸孔的時(shí)間，當(dāng)接觸孔填滿時(shí)，介質(zhì)層上沉積的金屬層的厚度較薄，接觸孔處的金屬層與介質(zhì)層處的金屬層的高度差也較小，從而提高了金屬層表面平整度。
[0045]下面結(jié)合說明書附圖進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0046]如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例中一種接觸孔的填充方法，該方法包括:
[0047]步驟401:在形成有源層以及介質(zhì)層的襯底基板上，通過一次構(gòu)圖工藝在每個(gè)需要形成深接觸孔的區(qū)域內(nèi)形成至少兩個(gè)接觸孔，各接觸孔的最大開口寬度小于設(shè)定閾值；
[0048]步驟402:在介質(zhì)層以及深接觸孔的區(qū)域上沉積一層金屬層；
[0049]其中每個(gè)接觸孔區(qū)域的全部接觸孔與襯底基板上的該接觸孔區(qū)域位置對應(yīng)的有源層通過金屬層電連接。
[0050]其中，步驟401中，在形成介質(zhì)層的襯底基板上，通過一次構(gòu)圖工藝在每個(gè)需要形成深接觸孔的區(qū)域內(nèi)形成至少兩個(gè)接觸孔，具體包括:在介質(zhì)層上涂覆一層光刻膠，通過掩膜板，對有源層對應(yīng)的介質(zhì)層處的光刻膠進(jìn)行曝光處理，在深接觸孔的區(qū)域內(nèi)形成接觸孔圖形；通過刻蝕處理形成接觸孔，每個(gè)接觸孔區(qū)域的全部接觸孔與襯底基板上的該接觸孔區(qū)域位置對應(yīng)的有源層通過金屬層電連接。為了能使接觸孔填充后形成的金屬層表面平整度高，較佳地，接觸孔的