半导体器件的接触结构及其制造方法技术

一种半导体器件的接触结构包括在接触孔塞上形成腐蚀阻挡层，该腐蚀阻挡层是由不同于上层导电布线的材料制成的，并在刻制上层导电布线时起腐蚀停止作用。通过形成接触孔露出半导体基片的构成下层导电布线的扩散区；在接触孔内形成由用于连接的导电层和用于孔塞的导电层构成的接触孔塞；在接触孔塞的上表面形成由不同于上层导电布线的材料制成的腐蚀阻挡层，然后完成上层导电布线的形成而形成接触结构。该腐蚀阻挡层在刻上层导电布线时起腐蚀停止之作用，从而防止了用于连接的导电层和下层导电布线的损伤。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及包括接触孔的半导体器件的接触结构，由通过介于上层和下层导电布线之间的用于层间绝缘的绝缘膜延伸的接触孔提供接触，以便将导电布线连接起来。随着半导体器件集成度的提高，适用于连接上层、下层布线的接触孔的尺寸被减小。接触孔和围绕接触孔的布线之间的间距也被缩小。而且集成度的增加导致接触孔的高宽比(即孔深与孔径之比)的增加。在设计接触孔中所用的接触掩模和上层导电布线掩模应根据一定的设计标准来设计。换言之，考虑到掩模制作中所包含的图像重合和关键尺寸的变化、对不准容差、图形形成中所包含的透镜畸变和关键尺寸的变化，应该达到其设计。一般来讲，半导体器件为提供穿过绝缘膜，如介于上层和下层导电布线之间的中间层的接触而设有接触孔，以便使导电布线相互连接起来。这种接触孔应该与上层导电布线完全重叠。当由于接触孔未与上层导电布线完全重叠时，在上层导电布线构图时，露出部分接触，这就有可能损伤下层导电布线。这就导致工艺产额的下降和器件工作可靠性的变坏。现在简述形成适用于半导体器件中将上层与下层布线连接起来的接触孔的常规方法但并不对其进行图解。首先在半导体基片对应于扩散区的部位形成下层布线。在下层布线上，形成一导电布线如栅电极。在所得结构上，淀积层间绝缘膜。去掉部分绝缘膜，形成接触孔，以露出上层布线。在形成有接触孔的所得结构上，依次形成用于连接的导电层和用于孔塞(plug)的导电层。然后腐蚀各导电层，形成由埋入接触孔内的导电层部分构成的孔塞。然后，在所得结构上淀积上导电层。之后，用上导电布线掩模腐蚀上导电层，以便去掉其要求的部位。上层电层的残留部位构成与接触孔塞相连接的上层导电布线。因为用于上层导电布线的材料与用于连接的导电层的材料相同，常规方法就暗含着一个问题，即若上层布线的宽度小于接触孔的宽度，或若上层布线发生偏移，那么，当上层布线构图时，就腐蚀到接触孔塞的连接、导电层。在严重的情况下，可能有害地腐蚀到下层导电布线。而且，因为接触孔塞未充填满接触孔，在接触孔内所形成的接触孔塞的上表面是凹陷的，所以接触孔塞的这种凹陷上表面会导致程序工艺步骤的不稳定。所以在专利技术之目的在于，提供一种通过在接触孔中形成用于连接的导电层和用于孔塞的导电层所构成的接触孔塞，并在接触孔塞上表面上形成由不同于上层导电布线的材料所制成的腐蚀阻挡层以及然后形成上层导电布线，从而形成半导体器件的接触结构，并提供形成该接触结构的方法。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种半导体器件的接触结构，该结构包括在半导体器件的半导体基片上形成的上层导电布线；在形成下层导电布线后所得到的结构的整个裸露的上表面上所形成的用于层间绝缘的绝缘膜；绝缘膜上的接触孔，该接触孔是部分去掉绝缘膜所形成的，由此部分露出下层导电布线；在接触孔内所形成的用于连接的导电层，它覆盖接触孔的底表面和从接触孔的底表面延伸到低于接触孔上缘的高度的部分侧壁表面；用于孔塞的导电层，它埋入被用于连接的导电层限定的凹槽内的；在各导电层上选择形成的腐蚀阻挡层，该阻挡层的上表面与接触孔的上缘平齐；以及在腐蚀阻挡层上所形成的上层导电布线。根据另一种方面，本专利技术提供一种制作半导体器件接触的方法，包括以下各步骤在具有构成下层导电布线的扩散区的半导体器件上形成用于层间绝缘的绝缘膜；部分腐蚀绝缘膜，因而形成露出下层导电布线的接触孔；在所得结构的整个裸露上表面上淀积用于连接的较薄的导电层，在该用于连接的导电层上淀积用于孔塞的导电层，淀积到完全填满接触孔的厚度；深腐蚀用于孔塞的导电层，直至仅在除接触孔上部外的部分接触孔内留下用于孔塞的导电层；腐蚀用于连接的导电层，直至与留下的用于孔塞的导电层平齐，因而形成孔塞，该孔塞由仅在除接触孔上部外的部分接触孔内留下的各导电层所构成；在孔塞上形成具有一定厚度的腐蚀阻挡层，使其上表面与接触孔上缘平齐；以及在腐蚀阻挡层上形成上层导电布线。从下面参照附图对实施方案的说明会使本专利技术的其它目的和方面变得更明了。附图说明图1A～1D是表明根据本专利技术形成半导体器件接触的方法连接步骤的剖面图。图1A～1D表示了形成本专利技术的半导体器件接触孔的方法的连续步骤。根据此方法，首先在半导体基片1的预定部位形成用于部件隔离的绝缘膜2，如图1A所示。然后将其导电类型与半导体基片相反的杂质离子注入到半导体基片1未被绝缘膜2覆盖的部位，因而形成待作为下层导电布线的扩散区5。此后，在所得结构的整个上表面上涂覆层间绝缘膜6。绝缘膜6可以具有由硼磷硅玻璃(BPSG)层或磷硅玻璃(PSG)层组成的单层结构或非掺杂的硅酸盐玻璃(USG)层和BPSG层组成的多层结构。随后，将设置在扩散层5上的部位的绝缘膜6部分去掉，因而形成接触孔7，由此露出扩散区5。在所得结构的整个暴露的上表面上淀积用于连接的导电层10；在导电层10上淀积用于孔塞的导电层11，使其填满接触孔7。用于连接的导电层10可以具有由Ti层或TiN层组成的单层结构或由Ti层和TiN层组成的多层结构。另一方面，用于孔塞的导电层11是由钨层组成的。此后，深腐蚀用于孔塞的导电层11，直至露出用于连接的导电层10，如图1B所示，此时，导电层11的深腐蚀是以过腐蚀方式完成的，以使导电层11仅留在除接触孔上部外的部分接触孔7内。换言之，深腐蚀和所留下的导电层11的上表面位于接触孔7上缘之下。然后深腐蚀裸露的导电层10，直至使其上表面与导电层11的上表面平齐。这样就形成一埋入除接触孔上部外的接触孔7内、由导电层10和11构成的孔塞14。之后，在该孔塞14的上表面上形成例如由选择性的钨膜构成的腐蚀阻挡层12，使其完全填满接触孔7的上部。腐蚀阻挡层12具有与接触孔7的上缘平齐的上表面。在所得结构的整个裸露上表面上形成用于上层导电布线的导电层13。该导电层13可以具有由Al基金属层构成的单层结构，由Ti层和Al层构成的双层结构、或由Ti层、TiN层和Al层构成的三层结构。然后在导电层13上形成用于导电布线掩模的光刻胶膜图形20。光刻胶膜图形20可以具有小于接触孔7的宽度。即，光刻胶膜图20可以不完全与接触孔7重叠。这种容差是借助于腐蚀阻挡层12得到的。因为腐蚀阻挡层12是由不同于上层导电布线的导电层的材料制成的，它将作为后序的刻制上层导电布线图形步骤中的腐蚀停止层。最后，腐蚀导电层13未被光刻胶膜图形20覆盖的部位，由此形成导电布线13′，如图1D所示。参照图1D，可以发现，已经形成其宽度小于接触孔7的宽度的导电布线13′，且对孔塞不会产生任何不希望的腐蚀。当用常规方法形成其宽度小于接触孔的宽度的导电布线时，因其中的上层导电布线是直接形成在由Ti或TiN制成的用于连接的导电层和由钨制成的用于孔塞的导电层构成的孔塞上，当刻制上层导电布线图形时会腐蚀用于连接的导电层。其结果，甚至设在孔塞下方的扩散区也可能受到损伤。但，根据本专利技术可完全消除常规方法中所包含的问题，即腐蚀用于连接的导电层的问题和甚至损伤下层扩散区的问题，因为在由用于连接的Ti或TiN制成的导电层和用于孔塞的由钨制成的导电层构成的孔塞上所形成的并由有选择性的钨制成的腐蚀阻挡层作为刻制上层导电布线时的腐蚀停止层。由以上说明可见，本专利技术提供了一形成于接触孔之上的腐蚀阻挡层，该腐蚀阻挡层是由不同上层导电布线的材料制成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的接触结构，包括：一在半导体器件的半导体基片上所形成的下层导电布线；一在形成下层导电布线后所得到的结构的整个裸露的上表面上形成的用于层间绝缘的绝缘膜；一设置在绝缘膜上的接触孔，该接触孔是通过部分去掉绝缘膜形成的，并通过该孔起到部分暴露下层导电布线的作用；一在接触孔内所形成的用于连接的导电层，它覆盖了接触孔的底表面及从底表面延伸到低于接触孔上缘高度的接触孔侧壁；一用于孔塞的导电层，它被埋入由用于连接的导电层所限定的凹槽内；一在各导电层上选择形成的腐蚀阻挡层，该腐蚀阻挡层的上表面与接触孔的上缘平齐；以及一在腐蚀阻挡层上所形成的上层导电布线。

【技术特征摘要】
KR 1994-5-23 94-111741.一种半导体器件的接触结构，包括一在半导体器件的半导体基片上所形成的下层导电布线；一在形成下层导电布线后所得到的结构的整个裸露的上表面上形成的用于层间绝缘的绝缘膜；一设置在绝缘膜上的接触孔，该接触孔是通过部分去掉绝缘膜形成的，并通过该孔起到部分暴露下层导电布线的作用；一在接触孔内所形成的用于连接的导电层，它覆盖了接触孔的底表面及从底表面延伸到低于接触孔上缘高度的接触孔侧壁；一用于孔塞的导电层，它被埋入由用于连接的导电层所限定的凹槽内；一在各导电层上选择形成的腐蚀阻挡层，该腐蚀阻挡层的上表面与接触孔的上缘平齐；以及一在腐蚀阻挡层上所形成的上层导电布线。2.一种根据权利要求1的接触结构，其中的下层导电布线是由在半导体基片上所形成的扩散区构成的。3.一种根据权利要求1的接触结构，其中的用于连接的导电层是由Ti或TiN制成的单层或由Ti层和TiN层构成的多层组成的。4.一种根据权利要求1的接触结构，其中用于孔塞的导电层是由钨制成的。5.一种根据权利要求1的接触结构，其中的腐蚀阻挡层是由对上层导电布线起腐蚀停止作用的材料制成的。6.一种根据权利要求1的接触结构，其中的腐蚀阻挡层是由有选择性的钨制成的。7.一种根据权利要求1的接触结构，其中的上层导电布线是由Al基金属层、由Ti层和Al层所构成的多层、或由Ti层、TiN层和Al层所构成的多层构成的。...

【专利技术属性】
技术研发人员：金载甲，
申请(专利权)人：现代电子产业株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]