[发明专利]降低亚微米集成电路接触孔电阻的方法有效

专利信息
申请号: 200710135506.3 申请日: 2007-11-16
公开(公告)号: CN101159248A 公开(公告)日: 2008-04-09
发明(设计)人: 赵文彬;陈海峰;刘允;肖志强 申请(专利权)人: 无锡中微晶园电子有限公司
主分类号: H01L21/768 分类号: H01L21/768
代理公司: 无锡市大为专利商标事务所 代理人: 曹祖良
地址: 214028江苏省无锡市*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 降低 微米 集成电路 接触 电阻 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及集成电路的制造方法,具体地说是一种降低亚微米集成电路接触孔电阻的方法。

背景技术

随着微电子工业迅速发展,工艺制造技术快速进步,已经达到超大规模集成电路(ULSI)阶段。芯片尺寸增大,工作频率提高,这就要求提供更低的金属互连电阻,金属化(Metallization)成为一个极为重要的关键步骤。在工艺制造中,金属用以连接(Interconnect)器件的源极(Source),漏极(Drain)和栅极(Gate)的接触孔(Contact)孔径缩小了许多,然而用以分开金属导线的介质层(Dielectric)厚度无法相对的减小,从而导致孔径和介质层的纵宽比(AspectRatio)增大,孔填充的工艺难度加大。表1为0.6~1.5um不同工艺的金属接触孔纵宽比。

表1不同工艺种类的孔纵宽比

  工艺类别    1.5um    1.2um    1.0um    0.8um    0.6um  孔径    1.5    1.2    1.0    0.8    0.6  介质厚度    0.8    0.8    0.8    0.8    0.8  孔纵宽比    0.53    0.67    0.8    1    1.33

目前,在0.6~1.5um工艺中,金属填充孔的工艺总体有以下两种:

1)Al-Si-Cu合金。常规金属淀积工艺使用的是Al合金靶材(1%Si、0.5%Cu),孔接触电阻在50-100欧姆间。由于Si与Cu在Al薄膜中的溶解度随温度而改变,在热处理时,Si与Cu因冷却而析出。对接触窗口Al-Si-Cu金属膜,Si析出后可能在金属膜/硅衬底界面形成一层硅薄膜,其中掺有Al原子而呈p-type特性。如果硅衬底是n-type的形式就会形成一个p-n接面。此现象在接触窗口愈小时愈明显。同时Si晶粒(Nodule)(见图1)的存在也会导致Al薄膜电阻率增加以及抗反射层TiN(Anti-reflection Coating-TiN)的蚀刻问题,因此在使用TiN扩散阻挡层(Diffusion Barrier)后,Al合金薄膜中不再须要含Si。至于Cu则可能与Al作用生成电阻率较高之Al2Cu(见图2)。

2)孔Silicide工艺-金属硅化物

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