專利名稱：半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造方法，該方法包括(1)在構(gòu)成該器件的一部分的底層結(jié)構(gòu)的表面上限定一些隔開的區(qū)域，每個區(qū)域的頂壁和側(cè)壁相交構(gòu)成邊緣，(2)在所述表面和區(qū)域上形成絕緣材料層，以及(3)對所述絕緣材料層進行各向異性腐蝕，以露出所述區(qū)域的頂壁，而留下所述區(qū)域側(cè)壁上的絕緣材料部分。
例如，在US-A-4，641，420和JP-A-60，124，951中描述了這種方法。如JP-A-60，124，951中所描述的，所述隔開的區(qū)域是構(gòu)成金屬化層的一部分的導(dǎo)電區(qū)域，并且，在對所述絕緣材料進行各向異性腐蝕以留下所述導(dǎo)電區(qū)域側(cè)壁上的絕緣材料部分或隔離層之后，在該導(dǎo)電區(qū)域上形成另一個絕緣層，以保護該導(dǎo)電區(qū)域免受侵蝕和氧化。與此不同，US-A-4，641，420描述了連接底層區(qū)域(例如，半導(dǎo)體本體表面附近的摻雜區(qū))的方法，該方法是打通穿過在半導(dǎo)體本體表面上形成的絕緣材料的通路，以致于該通路構(gòu)成一些隔開的區(qū)域，在這些區(qū)域之間，所述摻雜區(qū)的表面是露出的。對在所述隔開的區(qū)域上形成的絕緣材料層進行各向異性腐蝕，以便在所述隔開的區(qū)域上形成的側(cè)壁上留下絕緣材料部分或隔離層。然后，淀積導(dǎo)電層，以形成與所述摻雜區(qū)的電連接。
在US-A-4，641，420和JP-A-60，124，951中，在各隔開的區(qū)域的側(cè)壁上形成絕緣材料隔離層或部分的目的都是要形成更光滑的表面，即，沒有陡峭的側(cè)壁和尖銳的臺階或棱的表面，能夠在該表面上淀積隨后的層，以致于所述底層表面結(jié)構(gòu)不引起隨后層的不希望有的脆弱性或斷裂。但是，由留在各區(qū)域的側(cè)壁上的絕緣材料部分或隔離層形成的所述表面可能是非常陡峭的，并且，在隔離層與所述結(jié)構(gòu)的表面的交界附近，由該隔離層形成的表面可能基本上垂直于底層結(jié)構(gòu)的表面。雖然，當(dāng)所述區(qū)域之間的間隔與該區(qū)域的厚度相比比較大時，使用上述方法能夠?qū)崿F(xiàn)另一層的令人滿意的覆蓋，但是，當(dāng)各區(qū)域的間隔可以與區(qū)域的厚度(即，側(cè)壁的高度)相比擬時，可能出現(xiàn)與隨后層的覆蓋有關(guān)的問題，這是因為所述隔離層在與所述基片的表面的交界處形成比較陡峭的表面。
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體器件制造方法，該方法的目的在于能夠以這樣的方式在所述側(cè)壁上形成絕緣材料部分或隔離層，以致于由該隔離層形成的表面具有比較緩和的斜率，使得所述臺階和邊緣(在這些臺階和邊緣上將形成隨后的層)不太陡峭和不尖銳。
根據(jù)本發(fā)明，一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括(1)在構(gòu)成該器件的一部分的底層結(jié)構(gòu)的表面上限定一些隔開的區(qū)域，每個區(qū)域的頂壁和側(cè)壁相交構(gòu)成邊緣，(2)在所述表面和區(qū)域上形成絕緣材料層，以及(3)對所述絕緣材料層進行各向異性腐蝕，以露出所述區(qū)域的頂壁，而留下所述區(qū)域側(cè)壁上的絕緣層部分，該方法具有如下特征使所述絕緣材料優(yōu)先淀積在所述區(qū)域的所述邊緣上，以便在所述邊緣附近形成懸垂在淀積于所述表面上的所述底層絕緣材料之上的絕緣材料部分，以致于在對該絕緣材料進行各向異性腐蝕的過程中，淀積在所述表面上的所述底層絕緣材料起初被所述懸垂部分所遮掩。
因此，利用體現(xiàn)本發(fā)明的方法，在所述各向異性腐蝕過程中，所述底層絕緣材料起初始被所述絕緣材料的懸垂部分所遮掩。在該各向異性腐蝕過程中，該懸垂部分本身被腐蝕，隨著腐蝕過程的進行，該懸垂部分被腐蝕而變小，所述表面上受到這種各向異性腐蝕作用的絕緣材料的面積增加了。因此，在該懸垂部分下面的絕緣材料的各向異異性腐蝕受控于該懸垂部分被腐蝕的程度，并且，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這導(dǎo)致留在各區(qū)域側(cè)壁上的絕緣材料部分或隔離層具有比通常的隔離層更緩慢傾斜的表面，以致于所述臺階和邊緣是不太陡峭和不尖銳的，從而，允許在各區(qū)域上形成比較厚(例如，大于1微米)的另一個絕緣材料層，同時，減小在各區(qū)域之間的該另一個絕緣層中形成孔隙的可能性，這些孔隙可能產(chǎn)生該另一個絕緣層的脆弱性，并且，可能有害地影響該器件的電性能。
可以把所述絕緣材料層淀積到足以使相鄰區(qū)域上的懸垂部分彼此連接的厚度，以便在該相連的懸垂部分下面的絕緣材料中形成孔隙。雖然，所述懸垂部分不一定要彼此連接，但是，如果該懸垂部分確實彼此連接了，那么，由于在各向異性腐蝕過程中，各隔開的區(qū)域之間的絕緣材料層的整個表面起初受到遮掩，因此，可以在所述側(cè)壁上形成更加緩慢傾斜的隔離層或部分。
可以使絕緣材料優(yōu)先淀積在各區(qū)域的邊緣上，其方法是采用一種形成絕緣材料層的工藝技術(shù)，該技術(shù)有意地導(dǎo)致非常不良的臺階形覆蓋。但是，為了獲得可再現(xiàn)性，最好使絕緣材料優(yōu)先淀積在由各區(qū)域限定的所述邊緣上，以致于在各頂壁和側(cè)壁相交處有一個銳角。
可以用以下方法來形成所需要的銳角以這樣的方式構(gòu)成所述區(qū)域，以致于每個區(qū)域由較厚的子區(qū)域和較薄的蓋層子區(qū)域構(gòu)成，所述較厚的子區(qū)域限定所述側(cè)壁，而所述較薄的子區(qū)域形成所述頂壁并伸出在所述側(cè)壁之外，以便在所述頂壁和所述側(cè)壁相交處形成銳角。形成所述較薄的蓋層子區(qū)域的方法是以如下方法形成所述各區(qū)域，即，在所述表面上形成一種材料的較厚層，在該較厚層上形成不同材料的較薄層，然后，通過掩模以這樣的方式腐蝕所述較厚層和所述較薄層，以致于所述較薄層欠腐蝕而形成比較薄的蓋層子區(qū)域，而所述較厚層形成所述較厚的子區(qū)域。較厚的子區(qū)域可以是導(dǎo)電區(qū)域(例如，由鋁構(gòu)成)，而較薄的子區(qū)域(其厚度最好小于50毫微米)可以由任何合適的材料構(gòu)成，例如，在較厚的子區(qū)域或由鋁構(gòu)成的場合，通過使該較厚的子區(qū)域氧化或?qū)ζ溥M行陽極化處理來形成所述較薄的子區(qū)域，或者，通過在該較厚層上形成諸如硅化鋁、鈦、鎢、鈦一鎢合金、硅化鈦或非晶硅材料的較薄層來形成所述較薄的子區(qū)域。
由伸出所述側(cè)壁之外的較薄蓋層限定的所述銳角形成一種有助于生成所述懸垂部分的結(jié)構(gòu)特征或幾何特征。在最佳實施例中，用等離子體增強型化學(xué)氣相淀積法淀積所述絕緣材料層(例如，由氧化硅，氮化硅或氧氮化硅構(gòu)成的絕緣材料層)，人們相信，在由較薄蓋層限定的銳角處出現(xiàn)強的電場，該電場導(dǎo)致所述絕緣材料在各區(qū)域的邊緣上高速率淀積，從而，確保了所述懸垂部分的形成。
如本領(lǐng)域中公知的，顯然，用等離子體增強型化學(xué)氣相淀積法淀積的氧化硅層可以主要是二氧化硅，但將含有硅、氧和氫。
下面將舉例、參考各附圖來描述本發(fā)明的實施例，各附圖中

圖1至6是半導(dǎo)體本體的一部分的剖面圖，用于說明體現(xiàn)本發(fā)明的方法;
圖7是利用本發(fā)明方法制造的半導(dǎo)體器件的一部分的剖面圖;
圖8是利用本發(fā)明方法制造的、與圖7中所示的類似的半導(dǎo)體器件的一部分的剖面圖，該剖面圖是沿著垂直于圖7中所示剖面的方向截取的。
顯然，各附圖僅僅是示意性的，未按比例畫出。更具體地說，某些尺寸(例如，各區(qū)域的層厚度)可能已被放大，而其他尺寸可能已被縮小。
下面考慮各附圖，尤其是圖1至6，制造半導(dǎo)體器件的方法包括(1)在構(gòu)成器件的一部分的基片1的表面1a上限定一些隔開一定距離的區(qū)域2，各區(qū)域2的頂壁2a和側(cè)壁2b相交成邊緣20;(2)在所述表面1a和所述區(qū)域2上形成絕緣材料層3;(3)對絕緣材料層3進行各向異性腐蝕，以便顯露區(qū)域2的上表面2a而留下區(qū)域2的側(cè)壁上的由該絕緣材料構(gòu)成的部分30。按照本發(fā)明，優(yōu)先在區(qū)域2的邊緣20上形成絕緣材料層3，以便在所述邊緣20附近形成懸垂在底層絕緣材料32(該底層是在所述表面1a上形成的)之上的絕緣材料部分31，因此，在對絕緣材料進行各向異性腐蝕時，在所述表面1a上形成的底層絕緣材料32起初是被懸垂部分32所掩蔽的。
下面將參考圖1至7更詳細地說明體現(xiàn)本發(fā)明的方法。在所述實施例中，區(qū)域2是導(dǎo)電區(qū)，并構(gòu)成半導(dǎo)體器件(例如，集成電路)的一個金屬敷層，下面將參考圖7說明這種半導(dǎo)體器件的一個特殊實施例。
在圖7所示實施例中，底層結(jié)構(gòu)1包括單晶硅半導(dǎo)體基片或本體70，后者包含具有不同導(dǎo)電率和不同導(dǎo)電類型的摻雜區(qū)(這些摻雜區(qū)是用公知的方法，例如，摻雜劑注入和/或擴散來形成的)，以便構(gòu)成硅集成電路的電路元件。圖7中示出兩個摻雜區(qū)71和72，每個摻雜區(qū)借助于穿過通路75的導(dǎo)電的針形接點74連接到由金屬敷層構(gòu)成的相應(yīng)的導(dǎo)電區(qū)2，所述通路是在覆蓋該摻雜區(qū)域的絕緣層76中形成的。在圖7中所示的實施例中，摻雜區(qū)71和72各自與基片70構(gòu)成pn結(jié)，并且，構(gòu)成具有絕緣柵77的MOS晶體管的源區(qū)和漏區(qū)。這些MOS晶體管由構(gòu)成絕緣層76的一部分的場效應(yīng)管的氧化物78隔離。為了減小接觸電阻，可以在摻雜區(qū)71、72以及所述絕緣柵的導(dǎo)電層(例如，摻雜的多晶硅層)上形成金屬硅化物層79，例如，硅化鈦層。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)指出，所述集成電路將包括許多這樣的MOS晶體管(MOSTs)和/或其他電路元件，并且，將以類似于連接摻雜區(qū)71、72的方法來實現(xiàn)對絕緣柵的電連接(雖然圖7中未示出)。
下面參考圖1至6，在底層結(jié)構(gòu)1上形成導(dǎo)電區(qū)(例如，在底層結(jié)構(gòu)1具有圖7中所示結(jié)構(gòu)時，為了用導(dǎo)電的針形接點74連接摻雜區(qū)71和72)，其方法是如圖1所示，首先在該底層結(jié)構(gòu)的表面1a上形成較厚層200，在本實施例中是鋁層?？梢杂萌魏魏线m的普通方法，例如，化學(xué)氣相淀積或陰極噴鍍，來形成所述鋁層。在集成電路尺寸具有微米甚至亞微米量級的場合，層200可以有大約1.5至3微米的厚度。
在表面1a上已形成較厚層200之后，在較厚層200上形成較薄層201。為清楚起見，圖中(更具體地說，圖1至4和圖6，7中)示出的較薄層的厚度顯著地大于實際尺寸。較薄層201可以是導(dǎo)電層，例如，用諸如陰極噴鍍淀積法那樣的普通方法在較厚層200上形成的硅化鋁層，或者鈦、鎢、鈦-鎢合金層，可能還有由鉬、鈷、鉻、鉿或其合金構(gòu)成的層，或者由上述任何金屬的硅化物構(gòu)成的層。較薄層201不必一定是導(dǎo)電層，而可以是絕緣層，例如，用等離子增強型化學(xué)氣相淀積法淀積的二氧化硅層，氮化硅層或氧氮化硅層。無定形硅也可用以形成較薄層201。作為另一種可供選擇的方案，可以通過對較厚的鋁層200進行通常的氧化或陽極化處理，或者通過用陰極噴鍍法在較厚的鋁層200上淀積氧化鋁，來形成薄的氧化鋁絕緣層，作為層201。較薄層201的厚度最好在大約10毫微米至大約200毫微米范圍內(nèi)，通常是大約50毫微米。
形成較薄層201之后，用通常的方法在較薄層201上按一定圖案形成掩蔽層，以構(gòu)成掩模10，將通過該掩模對較厚層200和較薄層201進行腐蝕，以形成導(dǎo)電區(qū)域2。在本實施例中，形成掩模10的方法是在較薄層201的表面上形成光致抗蝕劑層，接著，用普通的光刻和腐蝕技術(shù)對該光致蝕劑層進行構(gòu)圖。
在如圖1中所示那樣確定了掩模10之后，用合適的各向異性腐蝕劑，通過掩模10對較厚層200和較薄層201進行各向異性腐蝕。在較厚層200是鋁層，而較薄層201是硅化鋁層或氧化鋁層的場合，可以用諸如氬運載氣體中的三氯化硼(BCL3)或三氯甲烷(CHCL3)的含氯等離子體作為所述各向異性腐蝕劑。在所述較薄層是鈦層、鎢層或鈦-鎢合金層的場合，可以用諸如氬運載氣體中的CF4或SF4的含氟等離子體作為所述各向異性腐蝕劑。用普通方法監(jiān)控所述各向異性腐蝕過程(即，用監(jiān)控等離子體成份的方法)，在待確定的導(dǎo)體區(qū)域之間的基片表面1a露出時，停止所述腐蝕過程。
這樣確定的導(dǎo)電區(qū)域2包括由鋁構(gòu)成的較厚的子區(qū)域2c，它確定側(cè)壁2b，以及較薄的蓋層子區(qū)域2d，它確定該區(qū)域的上表面2a。如各圖中示意地表示的，所述各向異性腐蝕過程導(dǎo)致較薄的蓋層子區(qū)域2d的輕微的欠腐蝕，以致于較薄的蓋層子區(qū)域2d伸出側(cè)壁2d之外。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解雖然，各圖中通過示出突出在實際上直的側(cè)壁2b之外的蓋層子區(qū)域2d來說明較薄的蓋層子區(qū)域2d的輕微的欠腐蝕，但是，這種欠腐蝕通常將稍微更集中在側(cè)壁2b的處在每個蓋層子區(qū)域2d正下方的部分，因此，實際上在緊靠蓋層子區(qū)域2d下面的側(cè)壁2b中形成凹槽。在所述各向異性腐蝕之后，可以進行短時間的各向同性腐蝕，以確保所述蓋層子區(qū)域的欠腐蝕。正如本領(lǐng)域中公知的，可以通過改變偏置電壓、利用同一等離子體來進行這種各向同性腐蝕，或者，可以用例如磷酸作為各向同性腐蝕劑來進行這種腐蝕。
因此，為形成導(dǎo)電區(qū)域而進行的對較厚層200和較薄層201的腐蝕導(dǎo)致在每個導(dǎo)電區(qū)域2的上表面2a和側(cè)壁2b之間的邊緣20處存在銳角;在本實施例中，該銳角是由于較薄的蓋層子區(qū)域2d伸出側(cè)壁2b之外而形成的，并且，該銳角很小，因而，在邊緣20處形成非常尖銳的、幾乎象刀尖的棱或突出物。
在形成導(dǎo)電區(qū)域2之后，形成覆蓋導(dǎo)電層2和表面1a的絕緣材料層3。雖然可以用諸如氮化硅或氧氮化硅之類的其他合適的絕緣材料，但是，在本實施例中，是用氧化硅層來形成該絕緣材料層的。在諸如由Electrotech生產(chǎn)的ND6200反應(yīng)器的普通等離子體增強型化學(xué)氣相反應(yīng)器中，用等離子體增強型化學(xué)氣相淀積法來形成絕緣材料層3。如上所述，在本領(lǐng)域中眾所周知，用等離子體增強型化學(xué)氣相淀積法淀積的氧化硅層幾乎全部是二氧化硅，但也將含有硅、氧和氫。
蓋層子區(qū)域2d突出在導(dǎo)電區(qū)域2的側(cè)壁2b之外、形成銳角或尖銳邊緣20這一事實，導(dǎo)致所述絕緣材料(例如，氧化硅)優(yōu)先淀積在每個導(dǎo)電區(qū)域2的尖銳邊緣20附近，因此，當(dāng)?shù)矸e所述絕緣材料時，每個尖銳邊緣20附近的絕緣材料層部分31開始向外凸出，因而，開始懸垂在底層絕緣材料32之上(該底層絕緣材料層淀積在導(dǎo)電區(qū)域2附近的基片表面1a上)。圖2中的虛線A表示絕緣材料層3淀積過程的一個階段，用于說明所述絕緣材料優(yōu)先淀積在尖銳邊緣20附近的情況。人們相信，出現(xiàn)這種優(yōu)先淀積的主要原因是在等離子體增強型化學(xué)氣相淀積過程中，在尖銳邊緣20處出現(xiàn)強電場，但是，也可能包含幾何效應(yīng)。
雖然，如上所述，尖銳邊緣20是利用突出在側(cè)壁2b之外的薄的蓋層子區(qū)域2d來形成的，但是，也可以用其他方法來形成尖銳邊緣20。例如，省去蓋層子區(qū)域2d，而利用一種腐蝕方法(該方法是這樣腐蝕層200的，以致于側(cè)壁2b不是大體上垂直的，而是向里向著表面1a傾斜的，從而與上表面2a構(gòu)成銳角)來形成尖銳邊緣20也是可能的。此外，雖然在上述方案中用等離子體增強型化學(xué)氣相淀積法來形成絕緣材料層3，但是，用一些技術(shù)(例如，其中所淀積的層的形狀非常接近淀積表面的輪廓)來形成懸垂部分31也是可能的。
繼續(xù)生成絕緣材料層3，直到在每個邊緣20上形成合適的懸垂部分31為止。在圖3所示的實施例中，繼續(xù)生成絕緣材料層3，直到在相鄰的邊緣20上形成的懸垂部分31相遇或連接、以致于在相鄰的導(dǎo)電區(qū)域2之間的表面上形成的全部絕緣材料層被毗連的懸垂部分31覆蓋為止。如圖3中清楚地表明的，毗連的懸垂部分31和在表面1a上形成的底層絕緣材料一起，在相連的懸垂部分31下面的絕緣材料中構(gòu)成孔隙33。舉例來說，在如下場合，即，以這樣的方式逐步淀積所述絕緣材料，以致于淀積在垂直面(例如，側(cè)壁2b)上的平均厚度大約是淀積在水平面上(例如，頂壁2a)的平均厚度的一半，那么，在懸垂部分31彼此連接的情況下，當(dāng)各導(dǎo)電區(qū)域相隔例如大約1微米時，則在頂壁2a和表面1a上，絕緣材料層3可以淀積到具有大約1微米的厚度，而當(dāng)各導(dǎo)電區(qū)域2相隔大約2微米時，則在頂壁2a和表面1a上，絕緣材料層3可以淀積到具有大約2微米的厚度。
雖然在上述方案中絕緣材料層3被淀積到足以使相鄰的懸垂部分31相連以形成孔隙33的厚度，但是，不必都是這種情況。相反地，相鄰的懸垂部分可以稍微隔開，從而構(gòu)成一個具有狹窄的或有限的入口或頸部的空隙，而不是完全封閉的空腔或孔隙33。
一旦形成具有所需厚度的絕緣材料層3，立即進行所述各向異性腐蝕過程?？梢杂萌魏魏线m的各向異性腐蝕過程。例如，各向異性等離子體腐蝕過程;當(dāng)然，必須指出，所用的腐蝕過程將取決于構(gòu)成絕緣材料層3的材料的特性。例如，在本實施例中，絕緣材料層3由氧化硅構(gòu)成，因此，可以用惰性運載氣體(例如，氬氣)中的含氟等離子體〔例如，四氟化碳(CF4)，CHF3或CxFy(例如，C2F6)〕來進行所述各向異性腐蝕。在本實施例中，使用組合的CF4和CHF3等離子體。
用普通方法監(jiān)控所述各向異性腐蝕的進程，在本實施例中，用觀察等離子體成份的光譜的方法，更具體地說，觀察光譜中一氧化碳譜線的變化;當(dāng)導(dǎo)電區(qū)域2的頂壁2a露出時，就停止該腐蝕過程。
圖3、4和5中舉例說明該各向異性腐蝕的進程。起初，如圖3中箭頭X所示，在垂直于表面1a的方向上對絕緣材料層3進行各向異性腐蝕，因此，在整個絕緣材料層范圍內(nèi)，層厚度均勻地減小。虛線B和C表示在各向異性腐蝕過程中的兩個不同時刻，露出的絕緣材料層表面的不同位置。圖4更清楚示出由圖3中的虛線C所表示的狀態(tài)，即，已經(jīng)去除足夠厚度的絕緣材料層3，以致于相鄰的懸垂部分31正好相互連接。當(dāng)然，如果需要的話，可以使該絕緣材料層的實際厚度僅僅足以形成圖4中所示的結(jié)構(gòu);當(dāng)然，在這種情況下，圖4將類似于所述各向異性腐蝕的開始時刻的狀度，雖然在表面1a上的絕緣材料層3的部分32的厚度必然小于圖4中所示的厚度。
當(dāng)從圖4中所示狀態(tài)繼續(xù)進行各向異性腐蝕時，懸垂部分31之間出現(xiàn)間隙34，如圖5中所示。當(dāng)然，如上所述，在各向異性腐蝕開始時，絕緣材料層3可以具有這樣的厚度，以致于在各懸垂部分之間存在類似于間隙34的小間隙。
間隙34的存在使間隙34正下方的絕緣料材受到各向異性腐蝕，如圖5中用箭頭X′示意地表示的。實際上，圖5示出由于所述各向異性腐蝕而打開間隙34之后經(jīng)過一段短時間的情況，因而，圖中示出在間隙34正下方的絕緣材料中已經(jīng)腐蝕出小的凹槽36。當(dāng)繼續(xù)進行各向異性腐蝕時，間隙34增大，因而，間隙34正下方的、受到各向異性腐蝕的區(qū)域隨著間隙34的尺寸的增大而增大。
圖5中的虛線D表示間隙34已經(jīng)稍微擴大的大致情況，而虛線E表示導(dǎo)電區(qū)域2的上表面2a已經(jīng)露出，并且，各向異性腐蝕已經(jīng)停止時的大致情況。實際上，通常要求有輕微的過腐蝕，因此，在導(dǎo)電區(qū)域2的上表面2a已經(jīng)露出之后將繼續(xù)進行輕微的各向異性腐蝕，以致于留在側(cè)壁2b上的絕緣材料部分或隔離層30的形狀類似于圖5中用虛線E示意地表示的形狀。
懸垂部分31對底層絕緣材料的掩蔽作用有兩個方面。首先，在各向異性腐蝕的初始階段，底層絕緣材料處在受懸垂部分31掩蔽的、不受各向異性腐蝕的狀態(tài)。但是，一旦間隙34被打開，立即開始對底層絕緣材料32的各向異性腐蝕，后者受到各向異性腐蝕的面積隨著懸垂部分31之間的間隙34的擴大而增加。這兩種作用結(jié)合起來，在留在導(dǎo)電區(qū)域2的側(cè)壁2b上的部分或隔離層30上，特別是在部分或隔離層30與表面1a交界或會合的地方，形成比較緩慢地傾斜的表面37。留在相鄰的側(cè)壁2b上的部分30甚至可能在表面1a上會合，這取決于導(dǎo)電區(qū)域2的間隔和過腐蝕的程度。甚至在部分30不在表面1a上會合的情況下，利用體現(xiàn)本發(fā)明的方法形成的緩慢傾斜的表面37也將造成所述緩慢傾斜的表面與表面1a之間的夾角小于90°，并且，在部分30和表面1a之間交界處不存在尖銳的棱或角。
如圖6中所示，在本實施例中，在形成部分或隔離層30之后，在導(dǎo)電區(qū)域2上形成另一個絕緣層4?？梢杂萌魏魏线m的普通淀積方法來淀積另一個絕緣層4，在本實施例中，使用等離子體增強型化學(xué)氣相淀積法。另一個絕緣層4可以是氧化硅層，氮化硅層或氧氮化硅層。在本實施例中，另一個絕緣層4是氮化硅層。
使用本發(fā)明的方法來形成具有比較緩慢地傾斜的表面的部分或隔離層30，這就提供了一個將在其上形成另一個絕緣材料層4的比較光滑的表面，因此，避免或者至少減少出現(xiàn)尖銳的臺階或陡峭的邊緣(在這些臺階或邊緣上，可能發(fā)生另一個絕緣材料層的不良覆蓋)，也就避免了或者至少減少了在另一個絕緣材料層4中形成孔隙的可能性(這些孔隙可能在另一個絕緣材料層中產(chǎn)生脆弱的區(qū)域，因而，可能產(chǎn)生不良的電性能)。利用本發(fā)明的方法，可以在沒有或者大大地減小出現(xiàn)孔隙(這些孔隙可能有害地影響器件的性能)的危險的情況下，形成多達1微米厚度或更厚的另一個絕緣材料層4，以構(gòu)成集成電路器件的最后鈍化或絕緣層。
如前所述，圖7是示意的剖面圖，它示出例如集成電路(如互補型金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路)的半導(dǎo)體器件的單晶硅半導(dǎo)體本體70的一部分，其中，最后的鈍化層4是象上面參考圖1至6所描述的那樣，用本發(fā)明的方法形成的。
圖7中所示結(jié)構(gòu)的摻雜區(qū)71和72是用普通工藝技術(shù)在半導(dǎo)體70的表面70a的附近形成的，并且，通過用普通方法生成薄的柵極絕緣層77a、淀積摻雜的多晶硅層77b、然后用普通的光刻和腐蝕工藝進行構(gòu)圖來形成相關(guān)聯(lián)的絕緣柵77。
用公知的硅局部氧化(LOCOS)方法形成場效應(yīng)管氧化物78(圖7中部分地用虛線表示)，以限定MOSTs區(qū)域。
為給接著的金屬化過程提供低的接觸電阻，用陰極噴鍍法在本體70的表面70a上淀積鈦，接著，快速地加熱本體70，以便在已露出的硅表面區(qū)，即，在摻雜區(qū)71、72上以及在摻雜的多晶硅柵極層77b上形成硅化鈦接觸層79。例如，可以用在過氧化氫和氫氧化氨水溶液中腐蝕的方法來去除所述絕緣材料層上剩余的鈦。
然后，用化學(xué)氣相淀積法在所述表面上淀積絕緣層76。用普通的光刻和腐蝕工藝打通穿過絕緣層76的通路75，并且，在通路75中形成導(dǎo)電針形接點74，以便能夠連接隨后的金屬涂層。
構(gòu)成導(dǎo)電針形接點74的方法是首先在絕緣導(dǎo)76上以及在通路75中淀積粘結(jié)層(未示出)，以便改善隨后淀積的鎢層對所述絕緣材料的粘結(jié)。例如，所述粘結(jié)層可以是鈦層或者鈦-鎢合金層，并且，可以用本領(lǐng)域中公知的陰極噴鍍法淀積。在淀積鎢之后(例如，用化學(xué)氣相淀積法)，反過來腐蝕所淀積的材料(例如，利用SF6等離子體腐蝕步驟)，以露出絕緣層76的表面，留下所述通路中的鎢針形接點74。在本實施例中，上述結(jié)構(gòu)就這樣構(gòu)成底層結(jié)構(gòu)1，在該底層結(jié)構(gòu)上淀積較厚層100和較薄層200，并進行構(gòu)圖，如上面參考圖1和2所描述的那樣，以構(gòu)成導(dǎo)電區(qū)域2，后者經(jīng)由針形接點74連接底層摻雜區(qū)71和72。然后，象上面參考圖1至5所描述的那樣，繼續(xù)進行該方法，以形成緩慢傾斜部分或隔離層30，接著，象上面參考圖6所描述的那樣，淀積另一個絕緣層4。另一個絕緣層4可以如上述那樣是器件的最后鈍化層，或者，可以是淀積在各金屬化層之間的中間絕緣層，因此，在后一種情況下，隔離層30的作用是使得能夠在如第一金屬化層的上面形成比較平的絕緣層，以便隨后的金屬化層能夠較好地覆蓋在該絕緣層上。
圖8是類似于圖7中所示的半導(dǎo)體器件的一部分的剖面圖，但是，是沿垂直于圖7中所示剖面的方向而取的，即，是沿垂直于圖7的紙平面的方向而取的。
比較圖7和圖8，顯然，在圖8所示的器件中，導(dǎo)電區(qū)域2′是條形區(qū)，在圖7中，該條形區(qū)可能伸進低平面中。如圖8中所示，為了能夠連接導(dǎo)電層2′，打通穿過另一個絕緣層4的通路80，并且，用類似于構(gòu)成導(dǎo)電針形接點74的方法構(gòu)成填充在通路80中的導(dǎo)電針接點81。用普通工藝技術(shù)淀積的另一個金屬化涂層(例如，鋁層)，以構(gòu)成另一個導(dǎo)電區(qū)域102，后者經(jīng)由導(dǎo)電針接點81與導(dǎo)電區(qū)域2′電連接。使用體現(xiàn)本發(fā)明的方法來形成圖7中所示的緩慢傾斜隔離層或部分30，這使另一個絕緣層4能夠具有比較平的表面，在該表面上形成用于構(gòu)成另外的導(dǎo)電區(qū)域102的金屬化涂層。根據(jù)上文將明白，圖8中所示的半導(dǎo)體器件通常將由許多MOST組成，并且，其中通常還有許多另外的導(dǎo)電區(qū)102。因此，象以上參考圖1至6所描述的那樣，體現(xiàn)本發(fā)明的方法可以用于在另外的導(dǎo)電區(qū)域102上形成最后的鈍化層(未示出)，此時，用圖8中所示的底層結(jié)構(gòu)1′代替底層結(jié)構(gòu)1。此外，另一層4不必一定是絕緣層，而可以是導(dǎo)電層，例如，可以是用于連接到構(gòu)成導(dǎo)電區(qū)域2的絕緣柵和/或半導(dǎo)體本體70中的摻雜區(qū)域或區(qū)上的導(dǎo)電層。
本現(xiàn)本發(fā)明的方法可用于形成通向構(gòu)成半導(dǎo)體器件的一部分的底層結(jié)構(gòu)的電連接線，如上述該半導(dǎo)體器件可以是集成電路半導(dǎo)體器件，或可以是分立的半導(dǎo)體器件，甚至功率半導(dǎo)體器體。
在閱讀本公開之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將可以做出其他變更。這種變更可能涉及本領(lǐng)域中公知的特征，這些特征可能用于代替本文中已經(jīng)描述的特征，或者，和這些特征相結(jié)合。雖然，本申請中已對這些特征的特定組合提出了權(quán)利要求，但是，本申請公開的范圍顯然還包括本文中明確地或隱含地公開的任何新的特征或這些特征的任何新的組合，不管它是否涉及本申請的任何權(quán)利要求中所要求的同一發(fā)明，也不管它是否緩解了本發(fā)明所解決的任何或全部技術(shù)問題。因此，本申請人預(yù)告在本申請或由本申請引出的任何其他申請的執(zhí)行過程中，可能對這類特征和/或這類特征的組合提出新的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.制造半導(dǎo)體器件的方法，它包括(1)在構(gòu)成該器件的一部分的底層結(jié)構(gòu)的表面上限定一些隔開的區(qū)域，每個區(qū)域的頂壁和側(cè)壁相交構(gòu)成邊緣，(2)在所述表面和區(qū)域上形成絕緣材料層，以及(3)對所述絕緣材料層進行各向異性腐蝕，以露出所述區(qū)域的頂壁，而留下所述區(qū)域側(cè)壁上的絕緣材料部分，其特征在于使所述絕緣材料優(yōu)先淀積在所述區(qū)域的所述邊緣上，以便在所述邊緣附近形成懸垂在淀積于所述表面上的所述底層絕緣材料之上的絕緣材料部分，以致于在對該絕緣材料進行各向異性腐蝕的過程中，淀積在所述表面上的所述底層絕緣材料起初被所述懸垂部分所遮掩。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于把所述絕緣材料層淀積到足以使相鄰區(qū)域上的所述懸垂部分彼此連接的厚度，以便在該相連的懸垂部分下面的絕緣材料層中構(gòu)成孔隙。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于使所述絕緣材料優(yōu)先淀積在限定所述區(qū)域的所述邊緣上，以致于在所述頂壁與所述側(cè)壁相交處有一銳角。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征在于以這樣的方式構(gòu)成所述區(qū)域，以致于每個區(qū)域由較厚的子區(qū)域和較薄的蓋層子區(qū)域構(gòu)成，所述較厚的子區(qū)域限定所述側(cè)壁，而所述較薄的蓋層子區(qū)域形成所述頂壁并伸出在所述側(cè)壁之外，以便在所述頂壁和所述側(cè)壁相交處形成銳角。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征在于構(gòu)成所述區(qū)域的方法是在所述表面上形成一種材料的較厚層，在該較厚層上形成不同材料的較薄層，然后，通過掩模以這樣的方式腐蝕所述較厚層和所述較薄層，以致于所述較薄層欠腐蝕而形成所述較薄的蓋層子區(qū)域，而所述較厚層形成所述較厚的子區(qū)域。
6.權(quán)利要求4或5的方法，其特征在于形成導(dǎo)電材料的較厚子區(qū)域。
7.權(quán)利要求6的方法，其特征在于形成鋁的較厚子區(qū)域。
8.權(quán)利要求4至7中任一權(quán)利要求的方法，其特征在于形成由從下列一組材料中選擇的材料構(gòu)成的較厚子區(qū)域，該組材料是硅化鋁，氧化鋁，硅化鈦，鈦，鎢和鈦-鎢合金。
9.權(quán)利要求5的方法，其特征在于用鋁層構(gòu)成所述較厚層，然后，通過使所述較厚層氧化或?qū)ζ溥M行陽極化處理來形成所述較薄層。
10.權(quán)利要求4至9中任一權(quán)利要求的方法，其特征在于以這樣的方式形成所述較薄子區(qū)域，以致于該較薄子區(qū)域的厚度小于大約50毫微米。
11.上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求的方法，其特征在于用等離子體增強型化學(xué)氣相淀積法形成所述第一層。
12.上述權(quán)利要求中任一個權(quán)利要求的方法，其特征在于用二氧化硅層，氮化硅層或氧氮化硅層構(gòu)成所述第一層。
13.上述權(quán)利要求中任一個權(quán)利要求的方法，其特征在于在所述各向異性腐蝕之后，在所述底層結(jié)構(gòu)上形成另一個絕緣材料層。
14.制造半導(dǎo)體器件的方法，它基本上如上文參考各附圖所描述的。
15.用上述權(quán)利要求中任一個權(quán)利要求的方法制造的任何半導(dǎo)體器件。
16.本文中公開的任何新特征和特征組合。
全文摘要
在構(gòu)成器件的一部分的底層結(jié)構(gòu)1的表面1a上構(gòu)成其頂壁2a和側(cè)壁2b相交成邊緣20的隔開的區(qū)域2。在1a和2上形成絕緣材料層3，結(jié)果，在2的邊緣20上優(yōu)先形成該絕緣材料，從而在邊緣20附近形成懸垂在表面1a上的底層絕緣材料之上的絕緣材料部分31。然后，各向異性地腐蝕層3，以露出2a。在該腐蝕過程中，懸垂部分31起初將表面1a上的底層絕緣材料遮掩，以致后者的腐蝕受控于前者的腐蝕進程，而當(dāng)2a露出時在2b上保留緩慢傾斜的絕緣材料隔離層30。
文檔編號H01L21/3065GK1039151SQ8910452
公開日1990年1月24日 申請日期1989年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月29日
發(fā)明者約瑟夫斯·馬丁納斯·弗朗西斯卡斯·杰拉達斯·范拉霍芬, 威廉馬斯·弗朗西斯卡斯·瑪麗·古特善, 邁克爾·弗里德里克·布魯諾·貝勒森, 董仲之 申請人:菲利浦光燈制造公司