一种集成电路芯片及其接触孔的填充方法技术

本发明专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种集成电路芯片及其接触孔的填充方法，以解决现有技术中制作半导体器件时，针对深接触孔进行填充时，容易出现接触孔填充不满，或介质层对应的金属层厚度过厚但难以去除，导致金属层表面平整度较差的问题。本发明专利技术采用一个深接触孔的区域内通过介质层形成若干个接触孔，使每个接触孔的开口宽度小于设定的阈值；由于在设定的深接触孔的区域内需要填充的金属填充物的体积减小，缩短了填充接触孔的时间，当接触孔填满时，介质层上沉积的金属层的厚度较薄，接触孔处的金属层与介质层处的金属层的高度差也较小，从而提高了金属层表面平整度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及。
技术介绍
目前，在半导体器件的制作过程中，接触孔(CT)作为器件有源层与外界电路之间连接的通道，在器件结构组成中具有重要的作用。半导体器件的基本结构包括:在衬底上形成的栅极结构、有源层、有源层表面的金属硅化物、覆盖栅极结构和有源层的氮化层，以及沉积于氮化层表面的层间介质层(ILD)等，接触孔与半导体器件有源层上的金属硅化物层电性连接。对于一些特殊半导体器件，要求接触孔与半导体器件的电性连接能够承受较大的电流，以及较高的频率，此类接触孔的开口宽度较大，通常大于4 μ m,深度较深，通常大于2 μ m，被称为深接触孔；如图1所示，为一种含有深接触孔的芯片的示意图，其中101为衬底，102为介质层，103为接触孔。对此类接触孔进行填充时，按照常规填充厚度进行填充，由于接触孔开口较大，且深度较深，容易出现接触孔无法填满的情况，导致半导体半成品表面平整度较差，为后续工艺带来影响。如图2所示，为接触孔未填满的半导体半成品示意图，201为衬底，202为介质层，203为金属层；由于接触孔处没有填充满，导致接触孔与介质层处的金属层存在高度差，当进行后续工艺时，金属层的表面平整度较差，容易导致器件成平率较低。或者对此类接触孔进行填充时，为了将接触孔填满，如图3所示，导致介质层301处金属层302厚度过厚，需要通过刻蚀工艺去除介质层处部分厚度的金属层302，进行刻蚀处理时，需要涂覆光刻胶进行曝光处理，由于光刻胶为液态，具有一定的流动性，当进行光刻胶的涂覆处理时，光刻胶在接触孔处对应的凹陷处的厚度较厚，导致曝光处理时，该处的光刻胶无法完全光爆光，为后续工艺中，去除光刻胶带来了困难。因此现有技术中，制作半导体器件时，针对深接触孔进行填充时，容易出现接触孔填充不满，或介质层对应的金属层厚度过厚但难以去除，导致金属层表面平整度较差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种接触孔的填充方法，将现有技术中在一个深接触孔的区域内通过介质层形成若干个接触孔，使每个接触孔的开口宽度小于设定的阈值；由于在设定的深接触孔的区域内需要填充的金属填充物的体积减小，也就缩短了填充接触孔的时间，当接触孔填满时，介质层上沉积的金属层的厚度较薄，接触孔处的金属层与介质层处的金属层的高度差也较小，从而提高了金属层表面平整度。本专利技术实施例提供了一种接触孔的填充方法，该方法包括:在形成有源层以及介质层的衬底基板上，通过一次构图工艺在每个需要形成深接触孔的区域内形成至少两个接触孔，各接触孔的最大开口宽度小于设定阈值；在所述介质层以及所述接触孔区域上沉积一层金属层；其中每个接触孔区域的全部接触孔与衬底基板上的该接触孔区域对应的有源层通过所述金属层电连接。上述实施例中一个深接触孔的区域内通过介质层形成若干个接触孔，使每个接触孔的开口宽度小于设定的阈值；由于在设定的深接触孔的区域内需要填充的金属填充物的体积减小，也就缩短了填充接触孔的时间，当接触孔填满时，介质层上沉积的金属层的厚度较薄，接触孔处的金属层与介质层处的金属层的高度差也较小，从而提高了金属层表面平整度。本专利技术实施例中所述各接触孔的最大开口宽度不大于Ιμ??。所述各接触孔的最大开口宽度不小于0.3 μ m。上述实施例中接触孔的开口宽度不大于1 μ m，不小于0.3 μ m ;接触孔的开口宽度越小，填充后，金属层表面平整度越好；但开口宽度太小也不利于填充。本专利技术实施例中每个需要形成深接触孔的区域内形成的接触孔的个数，由深接触孔的区域的上表面横截面积及每个接触孔的上表面横截面积确定。上述实施例中根据深接触孔的区域的上表面横截面积以及每个接触孔的上表面横截面积确定接触孔的个数，相邻接触孔之间的介质层的厚度约为介质层深度的十分之ο本专利技术实施例中所述一个深接触孔的区域内的接触孔按照下列规则中的一种或其组合进行排列:所述接触孔呈条状排列，所述接触孔被介质层分割呈岛状排列，所述接触孔呈网格状排列。上述实施例中接触孔区域由于划分为若干个区域，由于一个接触孔区域中的接触孔全部电连接，因此，接触孔区域通过电流的大小不变。本专利技术实施例提供了一种集成电路芯片，所述芯片包括:形成于衬底基板上的有源层；覆盖在所述有源层以及未被有源层覆盖的衬底基板上的介质层；所述介质层中包括至少一个深接触孔的区域，所述深接触孔的区域内有至少两个接触孔，各接触孔的最大开口宽度小于设定阈值；覆盖在所述介质层以及所述深接触孔的区域上的金属层，每个接触孔区域的全部接触孔与衬底基板上的该接触孔区域位置对应的有源层通过所述金属层电连接。上述实施例中一个深接触孔的区域内通过介质层形成若干个接触孔，使每个接触孔的开口宽度小于设定的阈值；由于在设定的深接触孔的区域内需要填充的金属填充物的体积减小，也就缩短了填充接触孔的时间，当接触孔填满时，介质层上沉积的金属层的厚度较薄，接触孔处的金属层与介质层处的金属层的高度差也较小，从而提高了金属层表面平整度。本专利技术实施例中所述各接触孔的最大开口宽度不大于Ιμπι。所述各接触孔的最大开口宽度不小于0.3 μ m。上述实施例中接触孔的开口宽度不大于1 μ m，不小于0.3 μ m ;接触孔的开口宽度越小，填充后，金属层表面平整度越好；但开口宽度太小也不利于填充。本专利技术实施例中所述一个深接触孔的区域内的接触孔按照下列规则中的一种或其组合进行排列:所述接触孔呈条状排列，所述接触孔被介质层分割呈岛状排列，所述接触孔呈网格状排列。上述实施例中接触孔区域由于划分为若干个区域，由于一个接触孔区域中的接触孔全部电连接，因此，接触孔区域通过电流的大小不变。本专利技术实施例中所述集成电路芯片中至少包括两个深接触孔的区域，不同深接触孔的区域内的接触孔的排列规则全部相同、部分相同或全部不同。上述实施例中每个深接触孔的区域可以根据需要对接触孔的排列规则进行设定，并使通过深接触孔的区域的电流大小基本不变。【附图说明】图1为
技术介绍
中含有深接触孔的电路板半成品的示意图；图2为
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中接触孔未填满的半导体半成品示意图；图3为
技术介绍
中接触孔填满金属层过厚的半导体半成品示意图；图4为本专利技术实施例中一种接触孔的填充方法的流程示意图；图5a为本专利技术实施例中接触孔区域的接触孔呈条状排列的俯视示意图；图5b为本专利技术实施例中接触孔区域的接触孔呈岛状排列的俯视示意图；图5c为本专利技术实施例中接触孔区域的接触孔呈网格状排列的俯视示意图；图6为本专利技术实施例中一种接触孔的具体填充方法的流程示意图；图7为本专利技术实施例中沉积介质层后的衬底基板的示意图；图8为本专利技术实施例中形成条状接触孔图形的衬底基板的俯视示意图；图9为本专利技术实施例中形成接触孔的衬底基板的示意图；图10为本专利技术实施例中填充接触孔后的衬底基板的示意图；图11为本专利技术实施例中一种集成电路芯片的部分部件的示意图。【具体实施方式】本专利技术实施例提供了一种接触孔的填充方法，将现有技术中在一个深接触孔的区域内通过介质层形成若干个接触孔，使每个接触孔的开口宽度小于设定的阈值；由于在设定的深接触孔的区域内需要填充的金属填充物的体积减小，也就缩短了填充接触孔的时间，当接触孔填满时，介质层上沉积的金属层的厚度较薄，接触孔处的金属层与介质层处的金属层的高度差也较小，从而提高了金属层表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触孔的填充方法，其特征在于，该方法包括：在形成有源层以及介质层的衬底基板上，通过一次构图工艺在每个需要形成深接触孔的区域内形成至少两个接触孔，各接触孔的最大开口宽度小于设定阈值；在所述介质层以及所述深接触孔的区域上沉积一层金属层；其中每个接触孔区域的全部接触孔与衬底基板上的该接触孔区域位置对应的有源层通过所述金属层电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马万里，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11