超高縱橫比接觸件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置的領(lǐng)域。更特定來說，本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置中的深溝槽結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體裝置具有從頂表面到埋層下方的襯底的電氣連接。所述電氣連接不期望地需要顯著的空間及額外光刻處理步驟，顯著的空間及額外光刻處理步驟兩者不利地增加半導(dǎo)體裝置的制造成本及復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]以下內(nèi)容呈現(xiàn)簡(jiǎn)化
【發(fā)明內(nèi)容】
以便提供對(duì)本發(fā)明的一或多個(gè)方面的基本理解。此
【發(fā)明內(nèi)容】
并非為本發(fā)明的廣泛概述，且不希望識(shí)別本發(fā)明的關(guān)鍵或臨界元件，也不希望勾畫其范圍。事實(shí)上，
【發(fā)明內(nèi)容】
的主要目的是以簡(jiǎn)化形式提出本發(fā)明的一些概念作為稍后呈現(xiàn)的更詳細(xì)描述的序言。
[0004]半導(dǎo)體裝置形成于包括半導(dǎo)體的襯底上。深溝槽形成于所述襯底中且電介質(zhì)襯層形成于所述深溝槽的側(cè)壁及底部上。接觸開口通過所述電介質(zhì)襯層在所述深溝槽的底部處形成以使所述襯底暴露。導(dǎo)電材料形成于所述深溝槽中以通過所述接觸開口將超高縱橫比接觸件提供到所述襯底。
【附圖說明】
[0005]圖1為含有超高縱橫比接觸件的實(shí)例半導(dǎo)體裝置的橫截面。
[0006]圖2A到圖2H為以連續(xù)的制造階段描繪的圖1的半導(dǎo)體裝置的橫截面。
[0007]圖3為含有超高縱橫比接觸件的另一實(shí)例半導(dǎo)體裝置的橫截面。
[0008]圖4為含有超高縱橫比接觸件的實(shí)例半導(dǎo)體裝置的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0009]涉及以下共同待決的專利申請(qǐng)案且其據(jù)此以引用方式并入:第14/555,209號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案(德州儀器案件號(hào)(Texas Instruments docket number)TI_72532)、第14/555，300號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案(德州儀器案件號(hào)T1-72572)及第14/555,330號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案(德州儀器案件號(hào)ΤΙ-72683)，所有所述專利申請(qǐng)案與此申請(qǐng)案同時(shí)申請(qǐng)。
[0010]參考附圖描述本發(fā)明。圖并非為按比例繪制的，且提供所述圖以僅說明本發(fā)明。下文參考用于說明的實(shí)例應(yīng)用描述本發(fā)明的若干方面。應(yīng)理解，陳述數(shù)個(gè)特定細(xì)節(jié)、關(guān)系及方法以提供對(duì)本發(fā)明的理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，可無需使用特定細(xì)節(jié)中的一或多者或使用其它方法來實(shí)踐本發(fā)明。在其它情況下，未詳細(xì)展示眾所周知的結(jié)構(gòu)或操作以避免使本發(fā)明模糊。本發(fā)明并非由所說明的動(dòng)作或事件的次序限制，此是由于一些動(dòng)作可以不同次序及/或與其它動(dòng)作或事件同時(shí)發(fā)生。此外，并非需要所有說明的動(dòng)作或事件來實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0011]圖1為含有超高縱橫比接觸件的實(shí)例半導(dǎo)體裝置的橫截面。半導(dǎo)體裝置100形成于包括基層104的襯底102上?；鶎?04可為(例如)p型塊狀硅或塊狀硅之上的P型外延硅。η型埋層106可在襯底102中安置于基層104之上。P型上層108可在襯底102中安置在埋層106上方且延伸到襯底102的頂表面110。埋層106的頂表面112可在襯底102的頂表面110下方5微米到15微米處，且埋層106的底表面114可在埋層106的頂表面112下方的5微米到15微米處。埋層106可實(shí)質(zhì)上跨越如圖1中描繪的半導(dǎo)體裝置100延伸或可為局部埋層106。
[0012]超高縱橫比接觸件116安置于襯底102中。超高縱橫比接觸件116包含在襯底102中延伸至少10微米深的深溝槽118。深溝槽118穿過埋層106延伸且延伸到基層104中。深溝槽118在接近襯底102的頂表面110處可具有1.5微米到5微米的寬度120。電介質(zhì)襯層122安置在深溝槽118的側(cè)壁上。電介質(zhì)襯層122可具有250納米到750納米的厚度。在當(dāng)前實(shí)例中，電介質(zhì)襯層122包含側(cè)壁上的第一電介質(zhì)子層124及第一電介質(zhì)子層124上的第二電介質(zhì)子層126。第一電介質(zhì)子層124可為(例如)200納米到300納米厚的一層熱氧化物124。第二電介質(zhì)子層126可為(例如)300納米到500納米的所沉積二氧化硅。
[0013]在接觸開口128中于深溝槽118的底部處移除電介質(zhì)襯層122，其使襯底102暴露。接觸開口 128具有200納米到I微米的寬度130。經(jīng)摻雜的接觸區(qū)域132可在接觸開口 128之下任選地安置在襯底102中。使用與基層104相同的極性的摻雜劑來?yè)诫s經(jīng)摻雜的接觸區(qū)域132，且可具有大于I X 119Cnf3的平均摻雜密度。導(dǎo)電的深溝槽接觸材料134安置在電介質(zhì)襯層122上的超高縱橫比接觸件116中，從而通過接觸開口 128延伸且通過經(jīng)摻雜的接觸區(qū)域132(如果存在)電氣連接到襯底102。深溝槽接觸材料134可主要為多晶硅(稱為多晶硅)或可為其它導(dǎo)電材料，例如一層鈦及/或一層氮化鈦及鎢或鋁的填充層。超高縱橫比接觸件116可具有大于20的縱橫比(S卩，深溝槽118的深度與寬度120的比率)。與其它深接觸件相比，超高縱橫比接觸件116有利地消耗半導(dǎo)體裝置100的更小面積。
[0014]在當(dāng)前實(shí)例中，超高縱橫比接觸件116具有如圖1中描繪的閉合回路配置，使得由超高縱橫比接觸件116將上層108的部分136與剩余上層108電氣隔離。在當(dāng)前實(shí)例的另一版本中，超高縱橫比接觸件116可具有線性配置而非閉合回路配置。在當(dāng)前實(shí)例的替代版本中，半導(dǎo)體裝置100可形成于具有P型埋層106及η型上層108的η型基層104上。
[0015]圖2Α到圖2Η為以連續(xù)的制造階段描繪的圖1的半導(dǎo)體裝置的橫截面。參看圖2Α，埋層106及上層108形成于基層104上?？赏ㄟ^將η型摻雜劑植入到P型基層104中來形成埋層106，繼之以熱驅(qū)動(dòng)退火及隨后外延過程以生長(zhǎng)P型上層108，使得通過所植入的η型摻雜劑的擴(kuò)散及激活形成埋層106。
[0016](例如)通過熱氧化在襯底的頂表面110處形成一層墊氧化物138。墊氧化物138的層可包含5納米到30納米的二氧化硅。墊氮化物140的層(例如)通過使用氨及硅烷的低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)形成于墊氧化物138的層上。墊氮化物140的層可包含100納米到300納米的氮化硅。硬掩模氧化物142的層(例如)通過使用原硅酸四乙酯(也稱為四乙氧基硅烷(TEOS))或使用高密度等離子(HDP)過程的等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)形成于墊氮化物140的層之上。硬掩模氧化物142的層可包含500納米到2微米的二氧化硅。墊氮化物140的層提供用于隨后蝕刻硬掩模氧化物142的層的蝕刻終止層。
[0017]溝槽掩模144形成于硬掩模氧化物142的層之上以便暴露圖1的超高縱橫比接觸件116的區(qū)。溝槽掩模144可包含由光刻過程形成的光致抗蝕劑且可進(jìn)一步包含硬掩模層及/或減反射層。
[0018]參看圖2B，硬掩模蝕刻過程從由溝槽掩模144暴露的區(qū)中的硬掩模氧化物142的層移除材料。隨后，終止層蝕刻過程移除由溝槽掩模144暴露的區(qū)中的墊氮化物140的層及墊氧化物138的層。通過硬掩模蝕刻過程可明顯侵蝕溝槽掩模144。
[0019]參看圖2C，溝槽蝕刻過程從由硬掩模氧化物142的層暴露的區(qū)中的襯底102移除材料以形成延伸到埋層106的底表面下方的深溝槽118。深溝槽118在所述襯底102中可為(例如)25微米到35微米深。通過溝槽蝕刻過程侵蝕或?qū)嵸|(zhì)上移除圖2B的溝槽掩模144，如圖2C中所描繪。通過溝槽蝕刻過程還可侵蝕硬掩模氧化物142的層的部分。在深溝槽118形成之后移除任何剩余溝槽