接触孔及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种接触孔，包括：形成于硅衬底表面的层间膜，在层间膜中形成有层间膜被去除后形成的接触孔的开口。在接触孔的开口的侧面形成有金属钨侧墙，在接触孔的开口的底部的硅衬底表面形成有金属黏附层。在接触中的开口中填充有金属铝并组成接触孔。本发明专利技术还公开了一种接触孔的制造方法。本发明专利技术能提高接触孔的金属的填充性以及消除接触孔的金属和衬底硅互溶，提高产品质量。

Contact holes and their manufacturing methods

The invention discloses a contact hole, which comprises an interlayer film formed on the surface of the silicon substrate, and a opening of the contact hole formed after the removal of the interlayer membrane is formed in the interlayer membrane. A metal tungsten side wall is formed on the side of the opening of the contact hole, and a metal adhesion layer is formed on the surface of the silicon substrate at the bottom of the opening of the contact hole. Metal aluminum is filled in the opening of the contact and the contact hole is formed. The invention also discloses a manufacturing method of a contact hole. The invention can improve the filling of the metal of the contact hole and eliminate the mutual dissolution of the metal and the substrate silicon of the contact hole, and improve the quality of the product.

【技术实现步骤摘要】
接触孔及其制造方法
本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种接触孔。本专利技术还涉及一种接触孔的制造方法。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管(IGBT，InsulatedGateBipolarTransistor)，是由双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和电力晶体管(GTR)即耐高电压、大电流的双极结型晶体管的低导通压降两方面的优点。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。对于IGBT工艺来讲，良好的接触孔结构对器件的可靠性有很大改善。较差的接触孔结构有可能会导致金属填充性差或是正面金属与衬底硅材料互溶，形成尖钉(spiking)，电流在器件分布不均匀，最终导致产品失效。如图1所示，是现有IGBT的结构示意图；现有IGBT包括：形成于硅衬底9表面的由N型掺杂区的组成的漂移区9。体区6，由形成于所述漂移区9表面的P阱组成。背面P型注入层10，形成于所述漂移区9的背面。栅极结构，覆盖所述体区6且被所述栅极结构覆盖的所述体区6表面用于形成连接所述源区5和所述漂移区9的沟道。图1中，所述栅极结构为沟槽栅结构；所述体区6位于整个所述漂移区9的表面。所述沟槽栅包括穿过所述体区6的沟槽，在所述沟槽的侧面和底部表面形成有栅介质层8如栅氧化层，在所述沟槽中填充有多晶硅栅7；所述多晶硅栅7从侧面覆盖所述体区6。源区5，形成于所述体区6表面且和所述栅极结构的侧面自对准。体区引出区4形成于所述体区6表面。形成于硅衬底9表面的层间膜2，在所述层间膜2中形成有所述层间膜2被去除后形成的接触孔的开口。在所述接触孔的开口的底部的所述硅衬底9表面形成有金属黏附层3。在所述接触中的开口中填充有金属铝并组成所述接触孔。图1中，所述接触孔的金属铝直接由所述正面金属层1填充而成。所述接触孔的底部和形成于所述硅衬底9表面的由N+区组成的源区5和由P+区组成的体区引出区4接触。在所述接触孔的顶部形成有和所述接触孔相接触的由正面金属层1组成的电极即发射极。图1所示的接触孔有可能会导致金属填充性差或是正面金属与衬底硅材料互溶，形成尖钉，电流在器件分布不均匀，最终导致产品失效。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种接触孔，能提高接触孔的金属的填充性以及消除接触孔的金属和衬底硅互溶，提高产品质量。为此，本专利技术还提供一种接触孔的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的接触孔包括：形成于硅衬底表面的层间膜，在所述层间膜中形成有所述层间膜被去除后形成的接触孔的开口。在所述接触孔的开口的侧面形成有金属钨侧墙，在所述接触孔的开口的底部的所述硅衬底表面形成有金属黏附层。在所述接触中的开口中填充有金属铝并组成所述接触孔。进一步的改进是，所述接触孔的底部和形成于所述硅衬底表面的N+区及P+区接触。进一步的改进是，在所述接触孔的顶部形成有和所述接触孔相接触的由正面金属层组成的电极。进一步的改进是，所述接触孔为IGBT的发射极接触孔。所述发射极接触孔的底部和由N+区组成的源区以及由P+区组成的体区引出区接触。所述发射极接触孔的顶部和由正面金属层组成的发射极接触。进一步的改进是，所述IGBT还包括：形成于所述硅衬底表面的由N型掺杂区的组成的漂移区。体区，由形成于所述漂移区表面的P阱组成。背面P型注入层，形成于所述漂移区的背面。栅极结构，覆盖所述体区且被所述栅极结构覆盖的所述体区表面用于形成连接所述源区和所述漂移区的沟道。所述源区形成于所述体区表面且和所述栅极结构的侧面自对准。所述体区引出区形成于所述体区表面。进一步的改进是，所述栅极结构为沟槽栅结构；所述体区位于整个所述漂移区的表面。所述沟槽栅包括穿过所述体区的沟槽，在所述沟槽的侧面和底部表面形成有栅介质层，在所述沟槽中填充有多晶硅栅；所述多晶硅栅从侧面覆盖所述体区。进一步的改进是，所述栅极结构为平面栅结构；所述体区位于所述漂移区的选定区域的表面。所述平面栅包括形成于所述体区表面的栅介质层，在所述栅介质层的表面形成有多晶硅栅，所述多晶硅栅从顶部覆盖所述体区。为解决上述技术问题，本专利技术提供的接触孔的制造方法包括如下步骤：步骤一、在硅衬底表面形成层间膜。步骤二、光刻形成光刻胶图形定义出所述接触孔的形成区域。步骤三、以所述光刻胶图形为掩膜对所述层间膜进行刻蚀形成所述接触孔的开口。步骤四、去除所述光刻胶图形。步骤五、淀积金属黏附层。步骤六、淀积金属钨，所述金属钨形成于所述接触孔的开口的侧面和底部表面以及所述接触孔的开口外的所述层间膜表面。步骤七、进行所述金属钨的全面刻蚀，刻蚀后在所述接触孔的开口的侧面形成金属钨侧墙，所述接触孔的开口的底部表面和开口外的所述层间膜表面的金属钨都被去除。步骤八、淀积金属铝将所述接触中的开口填充并组成所述接触孔。进一步的改进是，所述接触孔的底部和形成于所述硅衬底表面的N+区及P+区接触。进一步的改进是，还包括在所述接触孔的顶部形成和所述接触孔相接触的由正面金属层组成的电极的步骤。进一步的改进是，所述接触孔为IGBT的发射极接触孔。所述发射极接触孔的底部和由N+区组成的源区以及由P+区组成的体区引出区接触。所述发射极接触孔的顶部和由正面金属层组成的发射极相接触。进一步的改进是，形成所述层间膜之前还包括如下形成所述IGBT的步骤：步骤11、在所述硅衬底表面形成由N型掺杂区的组成的漂移区。步骤12、在所述漂移区表面形成P阱并由所述P阱组成体区。步骤13、形成栅极结构，所述栅极结构覆盖所述体区且被所述栅极结构覆盖的所述体区表面用于形成连接所述源区和所述漂移区的沟道。步骤14、进行N+离子注入在所述体区表面形成所述源区，所述源区和所述栅极结构的侧面自对准。步骤15、进行P+离子注入在所述体区表面形成所述体区引出区。在所述发射极形成之后，还包括如下背面工艺：步骤九、对所述硅衬底进行减薄，进行背面P+离子注入形成背面P型注入层，所述背面P型注入层和所述漂移区的背面相接触。步骤十、形成背面金属层。进一步的改进是，所述栅极结构为沟槽栅结构；所述体区位于整个所述漂移区的表面；形成所述栅极结构的步骤包括：形成穿过所述体区的沟槽。在所述沟槽的侧面和底部表面形成栅介质层。在所述沟槽中填充有多晶硅栅；所述多晶硅栅从侧面覆盖所述体区。进一步的改进是，所述栅极结构为平面栅结构；所述体区位于所述漂移区的选定区域的表面；形成所述栅极结构的步骤包括：依次形成栅介质层和多晶硅栅。光刻定义出所述栅极结构的形成区域，依次对所述多晶硅栅和所述栅介质层进行刻蚀形成所述栅极结构；所述栅极结构的所述多晶硅栅从顶部覆盖所述体区。进一步的改进是，所述栅介质层为栅氧化层。进一步的改进是，步骤六中淀积的所述金属钨的厚度为0.4微米～1.5微米。本专利技术对接触孔的结构做了特别的设计，在形成接触孔的开口后，并不是直接填充金属铝，而是在接触孔的开口的侧面形成金属钨侧墙，金属钨侧墙能够在接触孔的开口处形成良好的接触，从而能消除直接填充金属铝时导致金属填充性差的技术问题；同时，通过金属钨侧墙的形成，还防止金属铝通过接触孔的开口侧面底部容易形成铝硅互溶的现象发生，从而能防止尖针的形成，使电流能均匀通过接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触孔，其特征在于，包括：形成于硅衬底表面的层间膜，在所述层间膜中形成有所述层间膜被去除后形成的接触孔的开口；在所述接触孔的开口的侧面形成有金属钨侧墙，在所述接触孔的开口的底部的所述硅衬底表面形成有金属黏附层；在所述接触中的开口中填充有金属铝并组成所述接触孔。

【技术特征摘要】
1.一种接触孔，其特征在于，包括：形成于硅衬底表面的层间膜，在所述层间膜中形成有所述层间膜被去除后形成的接触孔的开口；在所述接触孔的开口的侧面形成有金属钨侧墙，在所述接触孔的开口的底部的所述硅衬底表面形成有金属黏附层；在所述接触中的开口中填充有金属铝并组成所述接触孔。2.如权利要求1所述的接触孔，其特征在于：所述接触孔的底部和形成于所述硅衬底表面的N+区及P+区接触。3.如权利要求1所述的接触孔，其特征在于：在所述接触孔的顶部形成有和所述接触孔相接触的由正面金属层组成的电极。4.如权利要求1所述的接触孔，其特征在于：所述接触孔为IGBT的发射极接触孔；所述发射极接触孔的底部和由N+区组成的源区以及由P+区组成的体区引出区接触；所述发射极接触孔的顶部和由正面金属层组成的发射极接触。5.如权利要求4所述的接触孔，其特征在于，所述IGBT还包括：形成于所述硅衬底表面的由N型掺杂区的组成的漂移区；体区，由形成于所述漂移区表面的P阱组成；背面P型注入层，形成于所述漂移区的背面；栅极结构，覆盖所述体区且被所述栅极结构覆盖的所述体区表面用于形成连接所述源区和所述漂移区的沟道；所述源区形成于所述体区表面且和所述栅极结构的侧面自对准；所述体区引出区形成于所述体区表面。6.如权利要求5所述的接触孔，其特征在于：所述栅极结构为沟槽栅结构；所述体区位于整个所述漂移区的表面；所述沟槽栅包括穿过所述体区的沟槽，在所述沟槽的侧面和底部表面形成有栅介质层，在所述沟槽中填充有多晶硅栅；所述多晶硅栅从侧面覆盖所述体区。7.如权利要求5所述的接触孔，其特征在于：所述栅极结构为平面栅结构；所述体区位于所述漂移区的选定区域的表面；所述平面栅包括形成于所述体区表面的栅介质层，在所述栅介质层的表面形成有多晶硅栅，所述多晶硅栅从顶部覆盖所述体区。8.一种接触孔的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在硅衬底表面形成层间膜；步骤二、光刻形成光刻胶图形定义出所述接触孔的形成区域；步骤三、以所述光刻胶图形为掩膜对所述层间膜进行刻蚀形成所述接触孔的开口；步骤四、去除所述光刻胶图形；步骤五、淀积金属黏附层；步骤六、淀积金属钨，所述金属钨形成于所述接触孔的开口的侧面和底部表面以及所述接触孔的开口外的所述层间膜表面；步骤七、进行所述金属钨的全面刻蚀，刻蚀后在所述接触孔的开口的侧面形成金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄璇，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31