[发明专利]绝缘层以及使用其的半导体器件的制造方法

说明书

相关申请

本申请要求2008年12月16日提交的韩国专利申请10-2008-0127723 的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本公开内容涉及半导体制造技术，并且更具体涉及制造绝缘层的方 法，其能够防止由于含磷绝缘层而导致的氮化物层损失，还涉及制造使 用所述绝缘层的半导体器件的方法。

背景技术

随着半导体器件变得更加高度集成，电路图案尺寸/尺度减小，并且 图案之间的深宽比增加。因此，间隙填充(gap-fill)工艺的容限减小。 因此，采用具有适当回流特性的绝缘层诸如硼磷硅酸盐玻璃(BPSG) 作为填充图案之间间隙的层间介电层。如果对沉积的BPSG层实施热处 理，那么在BPSG层中产生回流。因此，可确保平坦性并且可移除层间 缺陷诸如空隙。

图1是包括层间介电层的典型半导体器件的截面图，图2A和2B是 解释典型半导体器件遇到的限制的截面图。

参考图1，在衬底101上布置多个栅极105，使得栅极105之间的 间隙在单元区中比在周边区中小(S1＜S2)，并且在栅极105的两个侧壁 上形成栅极间隔物层106。沿着包括栅极105的所得结构的表面布置氮 化物层108，并且在氮化物层108上形成BPSG层107，作为填充栅极 105之间间隙的层间介电层。所述栅极具有其中依次形成栅极介电层 102、栅电极103和栅极硬掩模层104的堆叠结构。

氮化物层108防止包含于BPSG层107中的杂质(例如，磷(P) 和硼(B))渗透进入衬底101或栅极105，并保护下部结构。

然而，在用于移除在BPSG层107和阶梯表面中的缺陷如空隙的回 流热处理中，由BPSG层107导致氮化物层108的损失，因此劣化半导 体器件的特性。这是由于BPSG层107中的磷(P)与气氛中的水(H₂O) 反应，从而形成会蚀刻氮化物层108的磷酸。

而且，由于氮化物层108在单元区和周边区中同时形成，所以氮化 物层108在单元区和在周边区中具有相等的厚度，但是由于栅极105在 单元区和周边区中的间隙差异，所以由于BPSG层107导致的氮化物层 108的损失程度不同。由于在单元区中栅极105之间填充的BPSG层107 的量大于在周边区的栅极105之间填充的BPSG层107的量，所以在周 边区中形成的氮化物层108的损失量大于在单元区中形成的氮化物层 108的损失量。因此，BPSG层107的回流热处理之后保留的氮化物层 108的厚度在单元区中大于在周边区中(T1＞T2)。由于栅极105的间隙 差异导致的氮化物层108的损失量差异了劣化半导体器件的特性，以下 将参考图2A和2B对此进行详细描述。

图2A是说明其中BPSG层107的回流热处理之后保留的氮化物层 108的厚度适合于单元区的情况的截面图。在此情况下，在周边区中形 成的氮化物层108过度损失。当氮化物层108过度损失时，尤其是，当 保留的氮化物层108的厚度小于时，包含于BPSG层107中的杂 质尤其是硼(B)渗透进入衬底101或栅极105，劣化半导体器件的特 性。

图2B是说明其中BPSG层107的回流热处理之后保留的氮化物层 108的厚度适合于周边区的情况的截面图，即，在周边区中保留的氮化 物层108的厚度大于至少在此情况下，在单元区中保留的氮化物 层108厚于实际所需的。因此，在形成用于着陆塞的接触孔109的工艺 中，氮化物层108留在衬底101上，这会导致接触未打开 (contact-not-open)现象。

发明内容

实施方案涉及提供制造绝缘层的方法，其能够防止或抑制由于含磷 绝缘层的存在导致氮化物层损失和确保期望的回流特性，还涉及制造使 用所述绝缘层的半导体器件的方法。

实施方案涉及提供制造半导体器件的方法，其中由于层间介电层导 致的氮化物层的损失量在单元区和在周边区中均一，而与栅极之间间隙 的不同无关，由此防止在单元区中的接触未打开现象和防止包含于周边 区的层间介电层中的杂质渗透进入衬底或栅极。

根据所述公开主题的一个方面，提供一种制造绝缘层的方法，所述 方法包括：通过使用硅源和磷源在氮化物层上形成绝缘层，其中所述绝 缘层包括接触氮化物层的第一绝缘层和在所述第一绝缘层上形成的第 二绝缘层，其中与第二绝缘层相比较，采用较高流量的硅源和较低流量 的磷源来形成第一绝缘层。