[发明专利]利于金属填充的SDMOS接触孔形状的形成方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种利于金属填充的SDMOS接触孔形状的形成方法。

背景技术

SDMOS(集成肖特基功率MOS晶体管)的肖特基二极管结构做在接触孔底部，则需要用不同的离子注入分别在源区形成欧姆接触和在接触孔底部形成肖特基接触。具体方法包括如下步骤(如图1所示)：(1)在接触孔曝光后进行金属层间氧化物1的湿法刻蚀；(2)进行金属层间氧化物1的干法刻蚀；(3)第一道接触孔刻蚀；(4)第一次接触孔离子注入4；(5)第二道接触孔刻蚀；(6)第二次接触孔离子注入5；(7)金属6填充。在第一道接触孔刻蚀后进行离子注入为后续与金属的连接形成欧姆接触，然后进行第二道刻蚀，再进行接触孔底部的离子注入形成肖特基接触。但此过程中出现的问题是：在第二道刻蚀的过程中，注入区和非注入区的刻蚀速率不同，会使得最终的接触孔侧壁不够平滑，甚至出现上窄下宽的情况，且不同介质层之间有明显台阶，导致金属很难完全填充到孔内，为后续可靠性测试带来极大隐患。

如图2所示，在该过程中有若干台阶，从上至下分别是：

a.为将接触孔开孔扩大的湿法刻蚀和后续干法刻蚀形成的台阶；

b.金属层间氧化物和硅之间的台阶；

c.有离子注入和没有离子注入的硅在刻蚀后形成的台阶。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利于金属填充的SDMOS接触孔形状的形成方法，该方法使金属填充效果良好，从而提高器件的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种利于金属填充的SDMOS接触孔形状的形成方法，通过以下工艺步骤形成平滑的倒梯形结构的接触孔：

步骤1.在接触孔曝光后进行金属层间氧化物的干法刻蚀；

步骤2.第一次接触孔刻蚀，为后续与金属的连接形成欧姆接触；

步骤3.第一次接触孔离子注入；

步骤4.第二次接触孔刻蚀，形成有轻微台阶的倒梯形结构；

步骤5.湿法刻蚀回刻，将突出的金属层间氧化物的界面刻蚀回去，并略缩后于硅的界面；

步骤6.干法刻蚀倒角，将所有台阶磨平；

步骤7.第二次接触孔离子注入，对接触孔底部的离子注入形成肖特基接触。

步骤2中，所述第一次接触孔刻蚀采用干法刻蚀，刻蚀硅深度为2000～4000埃。

步骤4中，所述第二次接触孔刻蚀采用干法刻蚀，该干法刻蚀采用气体CF4和HBr，流量0.04～0.1升/分钟，功率60～100瓦，压强30～40毫托，刻蚀硅深度为2000～4000埃。

步骤5中，所述湿法刻蚀回刻具体为：采用3～10％的NH4HF2和30～40％的NH4F混合物作为药液，刻蚀时间为3～5分钟，刻蚀金属层间氧化物厚度为500～1000埃，使接触孔开口较大，形成轻微台阶。

步骤6中，所述干法刻蚀倒角具体为：采用气体O2和CF4，流量0.02～0.1升/分钟，功率60～100瓦，压强500～800毫托，刻蚀硅100～500埃，将离子注入区内外的台阶和以上的台阶全部磨平去除。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明克服了由离子注入而导致的刻蚀速率的差异，最终得到了圆角倒梯形的侧壁光滑的接触孔形貌，使金属填充效果良好，提高器件可靠性。

附图说明

图1是现有的SDMOS接触孔的形成工艺流程图；其中，1是金属层间氧化物；2是沟槽形栅；3是硅衬底；4是第一次接触孔注入；5是第二次接触孔注入；6是金属。

图2是现有的工艺形成的具有若干台阶的接触孔的示意图；其中，a.为将接触孔开孔扩大的湿法刻蚀和后续干法刻蚀形成的台阶；b.金属层间氧化物和硅之间的台阶；c.有离子注入和没有离子注入的硅在刻蚀后形成的台阶。

图3是本发明的工艺流程图；其中，1是金属层间氧化物；2是沟槽形栅；3是硅衬底；4是第一次接触孔注入；5是第二次接触孔注入；6是金属。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

功率MOS晶体管在接触孔底部集成肖特基二极管，受侧壁离子注入的影响，在刻蚀接触孔时得到上小下大的结构，且不同介质层之间有明显台阶，不利于金属填充。为了使金属填充效果良好，需要接触孔的开口直径比底部直径大，而接触孔的侧壁越光滑，越利于金属的流动，即得到侧壁光滑的倒梯形结构的接触孔可以提高金属填充的效果。所以，本发明针对图2中所示三个台阶的出现步骤进行改善：