專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣泛的半導(dǎo)體器件及其制造方法。具體地說(shuō)，它涉及帶有改善層間接觸的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
圖20是表示半導(dǎo)體DRAM的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的平面圖。如圖所示，DRAM的存儲(chǔ)單元首先在半導(dǎo)體基片101上設(shè)有字線(xiàn)(傳輸柵極)106a，在其上方設(shè)置有位線(xiàn)106b。而且，位線(xiàn)接點(diǎn)112設(shè)計(jì)在字線(xiàn)106a的間隙間，通過(guò)上方字線(xiàn)106a的側(cè)面位于基板101上。
另一方面，疊加型單元(堆積型)的電容部分位于位線(xiàn)106b的上方，把電容即存儲(chǔ)交點(diǎn)113的接觸114設(shè)計(jì)在對(duì)于有源區(qū)域115的字線(xiàn)106a與位線(xiàn)106b格柵的間隙間，從上通過(guò)位線(xiàn)和字線(xiàn)的側(cè)面直至位于基板101上。
圖21是表示DRAM接觸結(jié)構(gòu)的圖，(a)、(b)、(c)分別表示沿圖20平面圖的沿A-A′、B-B′、C-C′線(xiàn)的剖視圖。圖21中，在基片101上配置有字線(xiàn)106a，此外，在下部層間氧化膜103a與上部層間氧化膜103b之間配置有位線(xiàn)106b。
由于在半導(dǎo)體中進(jìn)行微細(xì)格柵技術(shù)，重合和尺寸偏差度的控制變得非常困難。如果重合錯(cuò)位，比如在圖21的用虛線(xiàn)圍成的橢圓部分的地方，位線(xiàn)接點(diǎn)112或存儲(chǔ)交點(diǎn)接點(diǎn)113就可能與字線(xiàn)106a和位線(xiàn)106b短路。因此，使接觸孔徑變小，還是在接觸布線(xiàn)上不與布線(xiàn)短路方面，自對(duì)準(zhǔn)接觸技術(shù)都是必要的。
圖22是表示使用氮化膜的自對(duì)準(zhǔn)接觸技術(shù)的例子。在使用氮化膜的自對(duì)準(zhǔn)接觸技術(shù)中，有如圖22(a)所示的在層間氧化膜101和103之間夾入一個(gè)氮化硅膜(SiN)108的覆蓋SiN方式，如圖22(b)所示的用氮化硅膜108覆蓋字線(xiàn)106a側(cè)壁的側(cè)面壁SiN方式，如圖22(c)所示的用氮化硅膜108覆蓋字線(xiàn)106a的上部和側(cè)壁的SiN覆蓋布線(xiàn)方式。有用為腐蝕停止膜的SiN膜覆蓋其中任何一個(gè)為襯底布線(xiàn)的字線(xiàn)(傳輸柵極)106a的方式。在覆蓋SiN方式中，一旦用SiN膜108停止氮化硅膜的接觸腐蝕后，腐蝕SiN膜108和下敷氧化膜獲得與基片101的接觸。在SiN邊壁方式和SiN覆蓋布線(xiàn)方式中，進(jìn)行氧化膜腐蝕以便不除去側(cè)壁的SiN膜108地獲得與基片101的接觸。
在上述的DRAM的接觸中，橫方向的微細(xì)化有推進(jìn)接觸孔尺寸直徑不斷變小的傾向，而縱方向的膜厚為不增加布線(xiàn)間的寄生電容而不能不斷薄膜化。結(jié)果，接觸深度對(duì)于接觸孔徑之比的高寬比的值變大。在高寬比大的微細(xì)接觸中，在孔底部引起腐蝕速度下降的RIE-Lag(例如，參照J(rèn).Vac.Sci.Tech.B10(5)，1994)。
圖23是表示說(shuō)明高寬比大的接觸孔形成問(wèn)題的接觸孔的剖視圖。圖23(a)表示在從抗蝕劑110開(kāi)孔對(duì)層間氧化膜103開(kāi)孔時(shí)，在高寬比大的接觸孔底部引起腐蝕停止的例子。為避開(kāi)這種腐蝕停止，有加強(qiáng)在腐蝕時(shí)各向同性腐蝕成分的方法，但按照該方法，使如圖23(b)所示的橫方向腐蝕加重，恐怕會(huì)使層間氧化膜103中的位線(xiàn)等的布線(xiàn)106b發(fā)生短路。
圖24是表示說(shuō)明在圖22(a)所示的覆蓋SiN方式布線(xiàn)之間獲得自對(duì)準(zhǔn)方式接觸情況下的問(wèn)題的剖視圖。圖24(a)表示在SiN膜108的間隙中形成的開(kāi)孔引起腐蝕停止的狀態(tài)。此外，圖24(b)表示在開(kāi)孔形成的重合錯(cuò)位時(shí)在開(kāi)孔底部出現(xiàn)高寬比大的狀態(tài)。
具體地說(shuō)，以氮化硅膜作擋板的自對(duì)準(zhǔn)方式是在容易引起RIE-Lag的深接觸孔的底部設(shè)置難以腐蝕的氮化膜結(jié)構(gòu)，特別在用氮化膜變窄的底部部分，容易使局部高寬比變大的腐蝕停止。此外，重合錯(cuò)位時(shí)，由于孔底部分越來(lái)越細(xì)，所以因腐蝕停止容易產(chǎn)生層間膜的殘留。因此，由于接觸開(kāi)孔不良，會(huì)產(chǎn)生不接觸的不良或接觸阻抗增大等不良。
再有，在比如公開(kāi)特許公報(bào)平1-274419號(hào)等上雖披露了有關(guān)為不產(chǎn)生接觸孔階梯部分形成層間的氧化硅膜的方法，但作為高寬比大的接觸孔的形成卻十分不易。
本發(fā)明的目的在于提供能夠消除現(xiàn)有技術(shù)存在的接觸開(kāi)孔不良的問(wèn)題、對(duì)高寬比大的接觸確實(shí)進(jìn)行開(kāi)孔、擴(kuò)大接觸底面的接觸面積、改善接觸的半導(dǎo)體器件及其制造方法。
本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于包括半導(dǎo)體襯底層；層間絕緣膜，它由在該半導(dǎo)體襯底層上形成的多個(gè)腐蝕率不同的層構(gòu)成；和在該層間絕緣膜上設(shè)置的開(kāi)孔中形成至所述半導(dǎo)體襯底層的接觸；所述接觸在所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層的鄰接部分徑向方向地?cái)U(kuò)大。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，在所述層間絕緣膜中離開(kāi)所述半導(dǎo)體襯底層預(yù)定距離腐蝕率相對(duì)低的層中配有與所述半導(dǎo)體襯底層并聯(lián)的導(dǎo)電部分，在靠近所述導(dǎo)電部分形成所述接觸。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，形成多個(gè)所述導(dǎo)電部分，在相鄰的導(dǎo)電部分之間形成所述接觸。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，所述接觸在所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分，越靠近所述半導(dǎo)體襯底層，徑向方向的擴(kuò)大就越大。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，所述接觸在所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分，越靠近所述半導(dǎo)體襯底層，階梯狀的徑向方向的擴(kuò)大就越大。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，所述接觸在所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分，越靠近所述半導(dǎo)體襯底層徑向方向越連續(xù)擴(kuò)大。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，用比其他部分相對(duì)高的腐蝕率形成所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于包括半導(dǎo)體襯底層；下部導(dǎo)電部分，鄰接該半導(dǎo)體襯底層形成該部分；層間絕緣膜，為覆蓋所述下部導(dǎo)電部分形成在所述半導(dǎo)體襯底層上；上部導(dǎo)電部分，在所述層間絕緣膜中距所述半導(dǎo)體襯底層預(yù)定距離處形成該部分和在接近所述上部導(dǎo)電部分和下部導(dǎo)電部分的所述層間絕緣膜的開(kāi)孔中形成至所述半導(dǎo)體襯底層的接觸；所述接觸在包括所述層間絕緣膜內(nèi)的所述上部導(dǎo)電部分或下部導(dǎo)電部分的各自部分之間徑向方向地?cái)U(kuò)大。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于包括半導(dǎo)體襯底層；多個(gè)導(dǎo)電部分，在該半導(dǎo)體襯底層上至少其側(cè)面用腐蝕停止膜覆蓋并與所述半導(dǎo)體襯底層連接形成該部分；層間絕緣膜，為覆蓋所述多個(gè)導(dǎo)電部分的所述腐蝕停止膜，在所述半導(dǎo)體襯底層上由腐蝕率不同的多層構(gòu)成；和穿過(guò)與所述多個(gè)導(dǎo)電部分相鄰的腐蝕停止膜間隙中的所述層間絕緣膜上設(shè)置的開(kāi)孔內(nèi)形成的相鄰腐蝕停止膜的間隙，至所述半導(dǎo)體襯底層的接觸；以相對(duì)高于其他部分的腐蝕率形成與所述層間絕緣膜內(nèi)的所述半導(dǎo)體襯底層和所述腐蝕停止膜鄰接的部分。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，在用硅氧化膜覆蓋的所述多個(gè)導(dǎo)電部分上還用所述腐蝕停止膜覆蓋。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，在用硅氧化膜覆蓋的所述半導(dǎo)體襯底層和所述多個(gè)導(dǎo)電部分上還用所述腐蝕停止膜覆蓋。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，所述接觸在直至所述相鄰的導(dǎo)電部分的間隙中覆蓋所述導(dǎo)電部分的所述腐蝕停止膜在徑向方向上擴(kuò)大。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的特征在于，所述接觸在直至所述相鄰的導(dǎo)電部分的間隙中覆蓋所述導(dǎo)電部分的所述硅氧化膜在徑向方向上擴(kuò)大。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，包括在半導(dǎo)體襯底層上與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的部分，在離開(kāi)腐蝕率相對(duì)高的所述半導(dǎo)體襯底層部分，形成腐蝕率相對(duì)低的層間絕緣膜的工藝；在貫通所述層間絕緣膜與所述層間絕緣膜的所述半導(dǎo)體襯底層鄰接部分形成內(nèi)徑相對(duì)擴(kuò)大開(kāi)孔的工藝；在所述開(kāi)孔中形成與所述半導(dǎo)體襯底層的接觸工藝。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，在離開(kāi)所述層間絕緣膜的所述半導(dǎo)體襯底層的部分中形成與所述半導(dǎo)體襯底層平行的導(dǎo)電部分，并形成靠近所述導(dǎo)電部分的所述開(kāi)孔。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，形成多個(gè)所述導(dǎo)電部分，并在相鄰的所述導(dǎo)電部分之間形成所述開(kāi)孔。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，用腐蝕率不同的多個(gè)層形成與所述層間絕緣膜的所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，在鄰接的所述半導(dǎo)體襯底層用相對(duì)最高的腐蝕率，隨離開(kāi)所述半導(dǎo)體襯底層依次階梯地降低腐蝕率地形成與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述多個(gè)薄層。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，在鄰接的所述半導(dǎo)體襯底層用相對(duì)最高的腐蝕率，隨離開(kāi)所述半導(dǎo)體襯底層連續(xù)降低腐蝕率地形成與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，包括形成半導(dǎo)體襯底層鄰接的下部導(dǎo)電部分的工藝；為覆蓋所述下部導(dǎo)電部分在所述半導(dǎo)體襯底層上形成層間絕緣膜的工藝；在所述層間絕緣膜中形成離開(kāi)所述半導(dǎo)體襯底層預(yù)定距離的上部導(dǎo)電部分的工藝；在所述層間絕緣膜中與所述上部導(dǎo)電部分和下部導(dǎo)電部分鄰近的同時(shí)，在所述上部導(dǎo)電部分和下部導(dǎo)電部分之間形成達(dá)到所述半導(dǎo)體襯底層開(kāi)孔的工藝；和形成與所述開(kāi)孔接觸的工藝。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，在包括所述上部導(dǎo)電部分或下部導(dǎo)電部分的各自部分按相對(duì)低的腐蝕率，在上部導(dǎo)電部分和下部導(dǎo)電部分之間按相對(duì)高的腐蝕率形成所述層間絕緣膜。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，作為在所述層間絕緣膜中形成開(kāi)孔的所述工藝，從帶有開(kāi)孔在所述層間絕緣膜上施加抗蝕劑的所述抗蝕劑開(kāi)孔中利用各向異性腐蝕對(duì)所述層間絕緣膜開(kāi)孔，并且利用各向同性腐蝕擴(kuò)大腐蝕率高的部分的內(nèi)徑。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，包括在半導(dǎo)體襯底層上形成至少用腐蝕停止膜覆蓋側(cè)面的多個(gè)導(dǎo)電部分的工藝；為覆蓋所述半導(dǎo)體襯底層上的所述腐蝕停止膜，在與所述半導(dǎo)體襯底層和所述腐蝕停止膜鄰接的部分中，在離開(kāi)相對(duì)高的腐蝕率的所述半導(dǎo)體襯底層和所述腐蝕停止膜的部分中形成腐蝕率相對(duì)低的層間絕緣膜的工藝；在所述多個(gè)導(dǎo)電部分相鄰的腐蝕停止膜的間隙中形成所述絕緣膜中的開(kāi)孔的工藝；和形成與到達(dá)所述開(kāi)孔中的所述半導(dǎo)體襯底層的接觸的工藝。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，用硅氧化膜覆蓋所述多個(gè)導(dǎo)電部分后還用腐蝕停止膜覆蓋。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，用硅氧化膜覆蓋所述半導(dǎo)體襯底層和所述多個(gè)導(dǎo)電部分后還用腐蝕停止膜覆蓋。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，包括利用各向同性腐蝕除去與所述開(kāi)孔中露出所述開(kāi)孔的所述層間絕緣膜的所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分的工藝。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，包括利用各向同性腐蝕除去所述開(kāi)孔中露出的所述腐蝕停止膜的工藝。
再有，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造方法的特征在于，包括利用各向同性腐蝕除去所述開(kāi)孔中露出的所述腐蝕停止膜，并利用各向異性腐蝕除去該開(kāi)孔中露出的所述硅氧化膜的工藝。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例9的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例10的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例11的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例12的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施例13的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖14是表示本發(fā)明實(shí)施例14的半導(dǎo)體器件的剖視圖。
圖15是表示本發(fā)明實(shí)施例15的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。
圖16是表示本發(fā)明實(shí)施例16的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。
圖17是表示本發(fā)明實(shí)施例17的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。
圖18是表示本發(fā)明實(shí)施例18的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。
圖19是表示本發(fā)明實(shí)施例19的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。
圖20是表示DRAM存儲(chǔ)單元的平面圖。
圖21是表示現(xiàn)有的DRAM存儲(chǔ)單元的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖22是表示現(xiàn)有的自對(duì)準(zhǔn)接觸例的剖視圖。
圖23是表示現(xiàn)有的高寬比大的接觸問(wèn)題點(diǎn)的剖視圖。
圖24是表示現(xiàn)有的自對(duì)準(zhǔn)接觸問(wèn)題點(diǎn)的剖視圖。
下面，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。再有，圖中用同一符號(hào)表示同一或相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖1中，1是作為半導(dǎo)體襯底層的硅半導(dǎo)體基片，2是以相對(duì)高的預(yù)定濃度摻雜硼(下面用B表示)和磷(下面用P表示)等的硅氧化膜，3是以B和P的雜質(zhì)濃度相對(duì)低的預(yù)定濃度摻雜的硅氧化膜。氧化膜3的濃度比氧化膜2的濃度低，或不摻入任何雜質(zhì)。利用氧化膜2和3，構(gòu)成層間絕緣膜。換句話(huà)說(shuō)，氧化膜2和3構(gòu)成層間絕緣膜的部分層。
4是在氧化膜2、3上形成的開(kāi)孔(接觸孔)，5是開(kāi)孔4的下部，是氧化膜2部分的開(kāi)孔。利用在開(kāi)孔4的氧化膜3上形成的部分，在徑向方向或水平方向上擴(kuò)大形成開(kāi)孔5。在該開(kāi)孔4中埋設(shè)導(dǎo)電部件，形成接觸。
再有，為簡(jiǎn)略起見(jiàn)，在下面的圖面中，未示出接觸(導(dǎo)電部件)，但以在開(kāi)孔4(接觸孔)中形成接觸或正在形成為前提。
由于腐蝕率高，不僅使下層也不變窄充分腐蝕形成開(kāi)孔4，而且利用附加腐蝕，使開(kāi)孔5在橫方向擴(kuò)寬，所以雜質(zhì)濃度相對(duì)高的下層氧化膜2按倒T字型的開(kāi)孔形狀形成。
也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，在開(kāi)孔的層間膜底部，不僅獲得覆蓋腐蝕率快的膜的結(jié)構(gòu)，確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸進(jìn)行開(kāi)孔，而且擴(kuò)大了開(kāi)孔底部的結(jié)構(gòu)。因此，由于使接觸底面的接觸面積擴(kuò)大，能夠降低接觸阻抗，所以提高了接觸的電氣特性。
再有，如本實(shí)施例中說(shuō)明的，外伸形狀的開(kāi)孔4(接觸孔)，也就是即使下部5為擴(kuò)大的開(kāi)孔4，也能夠形成沒(méi)有分段的接觸。對(duì)于其方法，將在下面說(shuō)明。
實(shí)施例2圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2中，1是硅半導(dǎo)體基片，2a是按B和P的雜質(zhì)濃度為相對(duì)最高的預(yù)定濃度摻入的氧化硅膜，2b是按B和P的雜質(zhì)濃度為相對(duì)高的另一預(yù)定濃度摻入的氧化硅膜，2c是按B和P的雜質(zhì)濃度為第2相對(duì)高的另一預(yù)定濃度摻入的氧化硅膜。也就是說(shuō)，氧化膜2a、2b、2c的濃度是按氧化膜2a最高，氧化膜2b第2高，氧化膜2c第3高設(shè)定的。再有，用這樣厚度的氧化膜2a、2b和2c的多層結(jié)構(gòu)形成下層的氧化膜2。
接著，3是按B和P的雜質(zhì)濃度為相對(duì)低的另一預(yù)定濃度摻入的氧化硅膜。氧化膜3的濃度比氧化膜2c的濃度低，或完全不摻雜。利用氧化膜2和3，構(gòu)成層間絕緣膜。4是氧化膜2、3上形成的開(kāi)孔，5表示開(kāi)孔4的下部，是在氧化膜2的部分上形成的開(kāi)孔。利用在氧化膜3上形成的開(kāi)孔部分在孔徑方向或水平方向擴(kuò)大形成開(kāi)孔5。而且，開(kāi)孔5在越靠近基片1的孔徑方向越階梯狀地?cái)U(kuò)大，按八字的形狀形成。
由于腐蝕率高，不僅使下層也有不變窄充分腐蝕形成的開(kāi)孔4，而且利用附加腐蝕，在下層氧化膜2的多層結(jié)構(gòu)內(nèi)，基片1上層越薄開(kāi)孔5就越在橫方向擴(kuò)寬，雜質(zhì)濃度相對(duì)高的多層結(jié)構(gòu)的下層氧化膜2就變?yōu)榘俗中蔚拈_(kāi)孔形狀。
也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，作為在開(kāi)孔的層間膜底部上覆蓋的氧化膜2，有從B和P的濃度高的膜向濃度低的膜順序堆積的多層結(jié)構(gòu)，作為上面較厚的氧化膜3，是比下部氧化膜2濃度更低的膜，或有堆積不摻雜的硅氧化膜的結(jié)構(gòu)。
由此，確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸進(jìn)行開(kāi)孔，并且有擴(kuò)大開(kāi)孔底部的結(jié)構(gòu)。因此，由于使接觸底面的接觸面積擴(kuò)大，能夠降低接觸阻抗，所以提高了接觸的電氣特性。
實(shí)施例3圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3中，1是半導(dǎo)體基片，2是B和P等雜質(zhì)濃度相對(duì)高的硅氧化膜，其濃度分布為靠近基片1側(cè)濃度最高，隨著離開(kāi)基片1，濃度連續(xù)降低。
接著，3是B和P等雜質(zhì)濃度相對(duì)低的硅氧化膜。氧化膜3的濃度比氧化膜2的濃度低，或完全不摻雜。利用氧化膜2和3，構(gòu)成層間絕緣膜。4是氧化膜2、3上形成的開(kāi)孔，5表示開(kāi)孔4的下部，是在氧化膜2的部分上形成的開(kāi)孔。利用在氧化膜3上形成的開(kāi)孔部分在孔徑方向或水平方向擴(kuò)大形成開(kāi)孔5。而且，開(kāi)孔5在越靠近基片1的孔徑方向越連續(xù)地?cái)U(kuò)大，以平滑的八字的形狀形成。
由于腐蝕率高，不僅使下層也有不變窄充分腐蝕形成的開(kāi)孔4，而且利用附加腐蝕，使越靠近基片1側(cè)的下層氧化膜2中的開(kāi)孔5越在橫方向上擴(kuò)寬，雜質(zhì)濃度相對(duì)高的多層結(jié)構(gòu)的下層氧化膜2就以八字形的開(kāi)孔形狀形成。
也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，作為在開(kāi)孔的層間膜底部上覆蓋的氧化膜2是從雜質(zhì)濃度高開(kāi)始連續(xù)降低地形成的，作為上面較厚的氧化膜3，是比下部氧化膜2濃度更低的膜，或有堆積不摻雜的硅氧化膜的結(jié)構(gòu)。
由此，確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸進(jìn)行開(kāi)孔，并且有擴(kuò)大開(kāi)孔底部的結(jié)構(gòu)。因此，由于使接觸底面的接觸面積擴(kuò)大，能夠降低接觸阻抗，所以提高了接觸的電氣特性。
實(shí)施例4圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖4中，6a是在上部氧化膜3中形成的底面在下部氧化膜2上鄰接的導(dǎo)電部分或布線(xiàn)。這樣的布線(xiàn)6a位于層間絕緣膜中。其他結(jié)構(gòu)部分與圖1相同，這里不再說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，配置有層間絕緣膜中的布線(xiàn)6a，在該布線(xiàn)之間開(kāi)孔，在開(kāi)孔層間絕緣膜的底部獲得覆蓋腐蝕率快的氧化膜2的結(jié)構(gòu)，確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸進(jìn)行開(kāi)孔，并且有擴(kuò)大開(kāi)孔底部的結(jié)構(gòu)。因此，由于使接觸底面的接觸面積擴(kuò)大，能夠降低接觸阻抗，所以提高了接觸的電氣特性。
此外，由于使在層間中途位置的布線(xiàn)6a處于腐蝕率小的上層氧化膜3中的位置，所以能夠降低與布線(xiàn)6a接觸的可能性。
實(shí)施例5圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖5中，3a是在下層的硅氧化膜2上形成的硅氧化膜，6a是在氧化膜3a上形成的導(dǎo)電部分或布線(xiàn)。3b是在氧化膜3a上為覆蓋布線(xiàn)6a形成的硅氧化膜。氧化膜3a和3b一般為相同雜質(zhì)濃度的膜。用氧化膜3a和3b構(gòu)成氧化膜3。布線(xiàn)6a在氧化膜3中變?yōu)槁裨O(shè)的形狀。其他結(jié)構(gòu)部分與圖4相同，這里不再說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，由于把位于層間中途位置的布線(xiàn)6a包圍在腐蝕率小的上層氧化膜3中，所以能夠防止與布線(xiàn)6a接觸的短路。其他效果與實(shí)施例4(圖4)相同，為避免重復(fù)不再說(shuō)明。
實(shí)施例6圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖6中，2是由多層氧化膜2a、2b、2c構(gòu)成的下層氧化膜，由于該部分與實(shí)施例2(圖2)相同，因此不再說(shuō)明。由于其它部分與實(shí)施例5(圖5)相同，因此也不再說(shuō)明。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，由于把位于層間中途位置的布線(xiàn)6a包圍在腐蝕率小的上層氧化膜3中，與實(shí)施例5同樣，能夠防止與布線(xiàn)6a接觸的短路。
此外，由于把斷面按階梯狀象八字那樣擴(kuò)大開(kāi)孔底部的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例2同樣，能夠降低接觸阻抗。為避免重復(fù)，不再詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例7圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖7中，6b是在半導(dǎo)體基片1上形成的下部導(dǎo)電部分或布線(xiàn)。2是由多層氧化膜2a、2b、2c構(gòu)成的下層氧化膜，是為覆蓋半導(dǎo)體基片1上布線(xiàn)6b形成的。在構(gòu)成氧化膜2的多層膜內(nèi)，氧化膜2c是B和P的相對(duì)雜質(zhì)濃度最高的摻雜，氧化膜2b是用第2高的濃度摻雜，氧化膜2a是濃度更低的摻雜。也就是說(shuō)，氧化膜2a、2b、2c的濃度是按氧化膜2c最高，氧化膜2b第2高，氧化膜2a第3高進(jìn)行設(shè)定。4是開(kāi)孔，5是開(kāi)孔4的下部，是在下部氧化膜2的部分中的開(kāi)孔。該開(kāi)孔下部5在包括下部布線(xiàn)6b的部分層中，在徑向方向上沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的擴(kuò)大，而在上部布線(xiàn)6a和下部布線(xiàn)6b之間的部分向徑向方向擴(kuò)大。由于其他結(jié)構(gòu)部分與實(shí)施例6(圖6)相同，所以不再說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，不僅有以腐蝕率快的膜作為利用上部氧化膜3的氧化膜2的結(jié)構(gòu)，而且以腐蝕率不同的多層膜作為下部的氧化膜2，用下部布線(xiàn)6b越靠近基片1側(cè)腐蝕率越小的膜結(jié)構(gòu)，在橫方向上腐蝕多層的氧化膜2，用上部布線(xiàn)6a的下部擴(kuò)大接觸形狀，形成倒八字形的開(kāi)孔形狀。對(duì)于基片1正上方的下部布線(xiàn)6b來(lái)說(shuō)，由于氧化膜2在橫方向上基本不被腐蝕，所以不會(huì)與布線(xiàn)6b接觸發(fā)生短路。此外，接觸剖面的面積在上部布線(xiàn)6a和下部布線(xiàn)6b之間變大，接觸阻抗變低。
實(shí)施例8圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖8中，1是硅半導(dǎo)體基片，6c是在半導(dǎo)體基片1上形成的襯底導(dǎo)電部分或布線(xiàn)，7是覆蓋布線(xiàn)6c的硅氧化膜，8是覆蓋氧化膜7的由氮化硅膜(SiN)構(gòu)成的腐蝕停止膜(腐蝕停止膜)，2是在腐蝕停止膜8上形成的硅氧化膜，3是在下部氧化膜2上形成的上部硅氧化膜。用硅氧化膜2和3構(gòu)成層間絕緣膜。4是接觸孔，5是接觸孔4的下部。
這種結(jié)構(gòu)是在布線(xiàn)6c的上方設(shè)置SiN的腐蝕停止膜的覆蓋型的自對(duì)準(zhǔn)接觸方式的結(jié)構(gòu)。在SiN腐蝕停止膜8上設(shè)有硅氧化膜2、3，并且以腐蝕率快的膜形成與腐蝕停止膜8(SiN膜)連接部分的氧化膜2，在相鄰布線(xiàn)6c的腐蝕停止膜8的間隙中有進(jìn)行接觸孔開(kāi)孔的結(jié)構(gòu)。
在用腐蝕停止膜8(SiN膜)變窄開(kāi)孔4(接觸孔)的底部分，由于有腐蝕率高的氧化膜2，所以即使局部的高寬比變大也不會(huì)引起腐蝕停止，容易促進(jìn)腐蝕停止膜8(SiN膜)前的腐蝕。然后，利用各向異性腐蝕對(duì)腐蝕停止膜8(SiN膜)開(kāi)孔，但直至覆蓋此時(shí)布線(xiàn)6c的氧化膜7，按不被腐蝕的腐蝕條件設(shè)定，形成與布線(xiàn)6c不短路的接觸。
依據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使在腐蝕停止膜8之間的狹小間隙中形成接觸孔的情況下，由于用腐蝕率高的氧化膜2填入其間隙，所以即使在狹窄的間隙中也不會(huì)引起腐蝕停止，能夠形成接觸孔。還有，確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸進(jìn)行開(kāi)孔。
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是在多個(gè)襯底的布線(xiàn)6c周?chē)蛏戏叫纬筛髯缘母g停止膜8(SiN膜)，在腐蝕停止膜8(SiN膜)的間隙或凹部上形成接觸時(shí)效果特別明顯。
實(shí)施例9圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例9的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。在該實(shí)施例中，如圖9所示，在開(kāi)孔4(接觸孔)的下部5中，利用各向同性腐蝕除去腐蝕停止膜8(SiN膜)，擴(kuò)大開(kāi)孔下部5。由于其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例8(圖8)相同，所以不再說(shuō)明。
這種結(jié)構(gòu)是利用實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)，并且各向同性地腐蝕腐蝕停止膜8(SiN膜)，僅在橫方向上擴(kuò)寬下部接觸孔5的結(jié)構(gòu)。僅除去腐蝕停止膜(SiN膜8)開(kāi)孔下部5的面積變寬，接觸阻抗低，使電氣特性提高。
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)是在多個(gè)襯底的布線(xiàn)6c周?chē)蛏戏叫纬筛髯缘母g停止膜8(SiN膜)，在腐蝕停止膜8(SiN膜)的間隙或凹部上形成接觸時(shí)效果特別明顯。
實(shí)施例10圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例10的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖10中，9是在覆蓋襯底布線(xiàn)6c上的硅氧化膜7的同時(shí)，在相鄰布線(xiàn)6c之間覆蓋半導(dǎo)體基片1的薄硅氧化膜，8是用于覆蓋氧化膜9而形成的腐蝕停止膜(SiN膜)。由于其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例8(圖8)相同，所以不再說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，在腐蝕停止膜8下設(shè)置薄氧化膜9的點(diǎn)與實(shí)施例8有所不同。
在本實(shí)施例中，利用各向異性腐蝕除去用開(kāi)孔4(接觸孔)形成的腐蝕停止膜8(SiN膜)時(shí)，使氧化膜9處于不消除的腐蝕條件。因此，在腐蝕停止膜8(SiN膜)的腐蝕中，由于基片1上的薄氧化膜9用選擇比高的腐蝕除去殘留的其薄氧化膜9，所以能夠獲得不消除基片1的穩(wěn)定的接觸特性。
由于其他效果與實(shí)施例8(圖8)相同，所以不再說(shuō)明。
實(shí)施例11圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例11的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。在該實(shí)施例中，如圖11所示，在開(kāi)孔4(接觸孔)的下部5中，除去腐蝕停止膜8(SiN膜)，使開(kāi)孔下部5在徑向方向擴(kuò)大。由于其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例10(圖10)相同，所以不再說(shuō)明。
該結(jié)構(gòu)是依據(jù)實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)各向同性地腐蝕腐蝕停止膜8，僅橫方向擴(kuò)寬開(kāi)孔下部5的結(jié)構(gòu)。
此外，依據(jù)另一看法，該結(jié)構(gòu)是在實(shí)施例9(圖9)中在腐蝕停止膜8下設(shè)置薄氧化膜9的結(jié)構(gòu)。
依據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施例10一樣，能夠獲得不消除基片1的穩(wěn)定的接觸特性。
此外，與實(shí)施例9一樣，僅除去腐蝕停止膜8開(kāi)孔下部的面積寬，阻抗降低，使電氣特性提高。
由于其他效果與實(shí)施例9、10相同，所以不再說(shuō)明。
實(shí)施例12圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例12的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖12中，8是僅覆蓋硅氧化膜7側(cè)壁的SiN膜構(gòu)成的腐蝕停止膜。與實(shí)施例9(圖9)的不同點(diǎn)是用腐蝕停止膜8覆蓋整個(gè)硅氧化膜7。而且，本實(shí)施例是使襯底布線(xiàn)6c的側(cè)壁有腐蝕停止膜(SiN膜)覆蓋型的自對(duì)準(zhǔn)接觸方式結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，除去開(kāi)孔4(接觸孔)下部5周?chē)母g停止膜8，變?yōu)殚_(kāi)孔下部5在徑向方向擴(kuò)大的結(jié)構(gòu)。由于其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例9(圖9)相同，所以不再說(shuō)明。
由此，在開(kāi)孔下部5中，僅除去腐蝕停止膜8開(kāi)孔下部的面積寬，阻抗降低，使電氣特性提高。由于其他效果與實(shí)施例9(圖9)相同，所以不再說(shuō)明。
實(shí)施例13圖13是表示本發(fā)明實(shí)施例13的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。在該實(shí)施例中，如圖13所示，在襯底布線(xiàn)6c上進(jìn)行直接利用SiN的腐蝕停止膜8。與實(shí)施例8(圖8)的不同點(diǎn)是在用硅氧化膜7覆蓋的襯底布線(xiàn)6c上實(shí)施腐蝕停止膜8。而且，本實(shí)施例是使襯底布線(xiàn)6c的周?chē)懈g停止膜8(SiN膜)覆蓋型的自對(duì)準(zhǔn)接觸方式的例子。
在本實(shí)施例中，如圖13所示，在開(kāi)孔4的下部5中，腐蝕除去下部的硅氧化膜2。但是，不腐蝕腐蝕停止膜8。由于其他結(jié)構(gòu)部分與實(shí)施例8(圖8)相同，所以不再說(shuō)明。
依據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使在腐蝕停止膜8之間的狹小間隙中形成接觸孔的情況下，由于用腐蝕率高的氧化膜2填入其間隙，所以即使在狹窄的間隙中也不會(huì)引起腐蝕停止，能夠形成接觸孔。還有，確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸進(jìn)行開(kāi)孔。
此外，利用腐蝕停止膜8，能夠防止與襯底布線(xiàn)6c接觸的短路。對(duì)于其他的效果，由于與實(shí)施例8相同，所以不再說(shuō)明。
實(shí)施例14圖14是表示本發(fā)明實(shí)施例14的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖視圖。與實(shí)施例13一樣，本實(shí)施例是使襯底布線(xiàn)6c的周?chē)懈g停止膜8(SiN膜)覆蓋型的自對(duì)準(zhǔn)接觸方式的例子。
在本實(shí)施例中，如圖14所示，在開(kāi)孔4(接觸孔)的下部5中，除去硅氧化膜2，在孔徑方向上擴(kuò)大開(kāi)孔下部5。由于其他結(jié)構(gòu)部分與實(shí)施例13(圖13)相同，所以不再說(shuō)明。
本結(jié)構(gòu)是依據(jù)實(shí)施例13的結(jié)構(gòu)，各向同性地腐蝕在開(kāi)孔4的下部5中的氧化膜2，僅在橫方向上擴(kuò)寬開(kāi)孔下部5的結(jié)構(gòu)。僅除去下部氧化膜2接觸面積變寬，阻抗低，使電氣特性提高。
其他的效果由于與實(shí)施例13相同，所以不再說(shuō)明。
實(shí)施例15圖15是表示本發(fā)明實(shí)施例15的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。下面，參照?qǐng)D15，說(shuō)明本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。
首先，如圖15(a)所示，在硅半導(dǎo)體基片1上按相對(duì)高的預(yù)定濃度摻雜B和P形成硅氧化膜2。接著，如圖15(b)所示，在氧化膜2上按相對(duì)低的預(yù)定濃度摻雜B和P形成硅氧化膜3。氧化膜3的濃度按低于氧化膜2的濃度設(shè)定，或完全不進(jìn)行摻雜。用氧化膜2和3構(gòu)成層間絕緣膜。
接著，如圖15(c)所示，在氧化膜3上涂敷抗蝕劑10，在該抗蝕劑10中設(shè)置開(kāi)孔10a，從該開(kāi)孔10a各向異性腐蝕氧化膜2和3，形成開(kāi)孔4。5位于開(kāi)孔4的下部。
如果這樣形成，由于腐蝕率高，雜質(zhì)濃度相對(duì)高的下層氧化膜2即使在下層也能形成充分腐蝕的開(kāi)孔4。
接著，如圖15(d)所示，利用由B和P的雜質(zhì)濃度產(chǎn)生硅氧化膜腐蝕率差的處理藥液，比如利用氫氟酸那樣的處理藥液進(jìn)行各向同性腐蝕，腐蝕開(kāi)孔4。這種情況下，由于下層氧化膜2的腐蝕率高，所以使開(kāi)孔下部5特別在水平方向上擴(kuò)寬。
然后，形成與這樣構(gòu)成的開(kāi)孔4中的接觸。
下面，說(shuō)明在這種外延形狀的開(kāi)孔4(接觸孔)中形成不分段接觸的方法。
首先，是在IEDM1988(Internation Electron Device Meeting)(pp.592-595)上披露的一種方法。該方法中，在開(kāi)孔4中按CVD方法堆積多晶硅或Ti，W。按CVD方法形成的膜有顯著的覆蓋性，即使在小間隙，比如寬度為約0.05μm微小間隙也能形成膜。依據(jù)這種CVD方法，在形成本實(shí)施例開(kāi)孔4中的接觸的情況下，雖然在開(kāi)孔4擴(kuò)大的下部5中也有產(chǎn)生空隙(void)的可能性，但能夠形成不產(chǎn)生分段的接觸。
下面，說(shuō)明在IEDM1996(pp.665-668)上披露的其他方法。這種方法是利用各向異性有選擇地外延生長(zhǎng)形成Si膜。這種方法中，采用各向異性的有選擇外延硅生長(zhǎng)方法。這種方法是生成硅基片表面的露出部分即僅生成接觸部分上的硅膜形成接觸的方法。如果采用這種方法，那么在開(kāi)孔4中能夠生成沒(méi)有空隙(void)的填充膜，形成接觸。
按照上述的制造方法，能夠得到用實(shí)施例1(圖1)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
依據(jù)這種制造方法，由于在有開(kāi)孔的層間絕緣膜的底部覆蓋了腐蝕率快的氧化膜2，所以在容易引起EIE-Lag的接觸孔底部，由于有比在此前的層間絕緣膜腐蝕率快的氧化膜2促進(jìn)腐蝕，所以不會(huì)造成腐蝕停止。
因此，能夠確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸孔開(kāi)孔，提高該開(kāi)孔的合格率。再有，由于能夠使接觸底面的接觸面積擴(kuò)寬，降低接觸阻抗，所以提高了接觸的電氣特性。
實(shí)施例16圖16是表示本發(fā)明實(shí)施例16的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。下面，參照?qǐng)D16，說(shuō)明本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。
首先，如圖16(a)所示，在硅半導(dǎo)體基片1上按相對(duì)最高的B和P的雜質(zhì)濃度形成摻雜的厚度薄的硅氧化膜2a。接著，如圖16(b)所示，在氧化膜2a上按第2高的B和P的雜質(zhì)濃度形成摻雜的硅氧化膜2b。
接著，如圖16(c)所示，在氧化膜2b上，按相對(duì)低于其第2高濃度的B和P的雜質(zhì)濃度形成摻雜的薄硅氧化膜2c。也就是說(shuō)，氧化膜2a、2b、2c的濃度按氧化膜2a最高，氧化膜2b第2高，氧化膜2c第3高進(jìn)行設(shè)定。再有，用氧化膜2a、2b和2c構(gòu)成下層氧化膜2。
接著，如圖16(d)所示，在氧化膜2c上，按相對(duì)低的B和P的雜質(zhì)濃度形成摻雜的厚硅氧化膜3。氧化膜3的濃度按低于氧化膜2c的濃度設(shè)定，或完全不進(jìn)行摻雜。用氧化膜2和3構(gòu)成層間絕緣膜。
接著，如圖16(e)所示，在氧化膜3上涂敷抗蝕劑10，在該抗蝕劑10中設(shè)置開(kāi)孔10a，從該開(kāi)孔10a各向異性腐蝕氧化膜2和3，形成開(kāi)孔4。5是開(kāi)孔4的下部。
如果這樣形成，由于腐蝕率高，雜質(zhì)濃度相對(duì)高的下層氧化膜2即使在下層也能形成包括充分腐蝕下部的開(kāi)孔4。
接著，如圖16(f)所示，利用由B和P的雜質(zhì)濃度產(chǎn)生硅氧化膜腐蝕率有差異的處理藥液，比如利用氫氟酸那樣的處理藥液進(jìn)行各向同性腐蝕，腐蝕開(kāi)孔4。這種情況下，由于下層氧化膜2的腐蝕率大，所以使開(kāi)孔4的下部5在水平方向上擴(kuò)寬。此外，下層氧化膜2用腐蝕率不同的多層構(gòu)成，越靠近基片1雜質(zhì)濃度越高，由于腐蝕率高，擴(kuò)大的開(kāi)孔4的下部5按剖面為階梯狀的八字狀形成較大的下側(cè)。
然后，形成與這樣構(gòu)成的開(kāi)孔4中的接觸。
按照上述的制造方法，能夠得到用實(shí)施例2(圖2)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
依據(jù)這樣的制造方法，作為在帶有開(kāi)孔的層間絕緣膜的底部覆蓋的氧化膜2，從B和P濃度高的膜向濃度低的膜依次堆積，作為上方的厚的層間膜3，是低于下部氧化膜2濃度的氧化膜，或是堆積不摻雜的氧化膜。這樣，由于在有開(kāi)孔的層間絕緣膜的底部覆蓋了腐蝕率快的膜，所以在容易引起RIE-Lag的接觸孔底部，由于有比在此前的層間絕緣膜腐蝕率快的膜促進(jìn)腐蝕，不會(huì)造成腐蝕停止。
因此，能夠確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸孔開(kāi)孔，提高該開(kāi)孔的合格率。再有，由于能夠使接觸底面的接觸面積擴(kuò)寬，降低接觸阻抗，所以提高了接觸的電氣特性。
實(shí)施例17圖17是表示本發(fā)明實(shí)施例17的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。下面，參照?qǐng)D17，說(shuō)明本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。
首先，如圖17(a)所示，在硅半導(dǎo)體基片1上按從靠近基片的方向隨著離開(kāi)基片濃度連續(xù)下降的B和P的雜質(zhì)濃度形成摻雜的硅氧化膜2。
接著，如圖17(b)所示，在氧化膜2上，按相對(duì)低的B和P的雜質(zhì)濃度形成摻雜的厚硅氧化膜3。氧化膜3的濃度按低于氧化膜2的濃度設(shè)定，或完全不進(jìn)行摻雜。用氧化膜2和3構(gòu)成層間絕緣膜。
接著，如圖17(c)所示，在氧化膜3上涂敷抗蝕劑10，在該抗蝕劑10中設(shè)置開(kāi)孔10a，利用該開(kāi)孔10a各向異性腐蝕氧化膜2和3，形成開(kāi)孔4。5是開(kāi)孔4的下部。
如果這樣形成，由于腐蝕率高，雜質(zhì)濃度相對(duì)高的下層氧化膜2即使在下層也能形成包括充分腐蝕下部的開(kāi)孔4。
接著，如圖17(d)所示，利用由B和P的雜質(zhì)濃度產(chǎn)生硅氧化膜腐蝕率有差異的處理溶液，比如利用氫氟酸那樣的處理溶液進(jìn)行各向同性腐蝕，腐蝕開(kāi)孔4。這種情況下，由于下層氧化膜2的腐蝕率大，所以使開(kāi)孔4的下部5在水平方向上擴(kuò)寬。此外，由于下層氧化膜2從其上部離下部越近就越按連續(xù)升高的雜質(zhì)濃度形成，所以在越靠近基片附近下部的橫向擴(kuò)大程度就越大，擴(kuò)大的開(kāi)孔下部5就變?yōu)槠拭嫫交俗譅畹男螤睢?br> 然后，形成與這樣構(gòu)成的開(kāi)孔4中的接觸。
按照上述的制造方法，能夠得到用實(shí)施例3(圖3)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
依據(jù)這樣的制造方法，作為在帶有開(kāi)孔的層間絕緣膜的底部覆蓋的氧化膜2，在堆積氧化膜2的同時(shí)改變雜質(zhì)濃度，以便使膜中的濃度在下部最高，越靠近上部濃度依次降低，形成連續(xù)的分布。這樣，由于越靠近有開(kāi)孔的層間絕緣膜的底部腐蝕率越快，所以在容易引起RIE-Lag的接觸孔底部，由于有比在此前的層間絕緣膜腐蝕率快的氧化膜2促進(jìn)腐蝕，不會(huì)造成腐蝕停止。
因此，能夠確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸孔開(kāi)孔，提高該開(kāi)孔的合格率。再有，由于能夠使接觸底面的接觸面積擴(kuò)寬，降低接觸阻抗，所以提高了接觸的電氣特性。
實(shí)施例18圖18是表示本發(fā)明實(shí)施例18的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。下面，參照?qǐng)D18，說(shuō)明本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。
首先，由于圖18(a)～圖18(d)的工藝與用實(shí)施例16的圖16(a)～圖16(d)說(shuō)明的工藝相同，所以不再說(shuō)明。但是，對(duì)于圖16(d)所示的厚氧化膜3，在圖18中以薄氧化膜3a對(duì)應(yīng)。
接著，如圖18(e)所示，在氧化膜3a上形成多個(gè)導(dǎo)電部分或布線(xiàn)6a。
接著，如圖18(f)所示，在氧化膜3a和布線(xiàn)6a上形成厚硅氧化膜3b。氧化膜3a和3b一般為相同雜質(zhì)濃度的膜。用氧化膜3a和3b形成氧化膜3。布線(xiàn)6a在氧化膜3中變?yōu)樘畛湫螤睢?br> 接著，如圖18(g)所示，在氧化膜3上涂敷抗蝕劑10，在該抗蝕劑10中設(shè)置開(kāi)孔10a，從該開(kāi)孔10a各向異性腐蝕氧化膜2和3，形成開(kāi)孔4。5是開(kāi)孔4的下部。
接著，由于圖18(h)的工藝與實(shí)施例16的圖16(f)所示工藝相同，所以不再說(shuō)明。
然后，形成與這樣構(gòu)成的開(kāi)孔4中的接觸。
按照上述的制造方法，能夠得到用實(shí)施例6(圖6)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
依據(jù)這樣的制造方法，由于層間絕緣膜中的配置是多個(gè)布線(xiàn)是在腐蝕率相對(duì)低的氧化膜中形成的，所以即使這些布線(xiàn)的間隔狹窄，但不會(huì)與穿過(guò)其間的這些布線(xiàn)接觸，形成開(kāi)孔4，因此能夠形成接觸。
此外，在本實(shí)施例中，確實(shí)有能夠?qū)Ω邔挶却蟮拈_(kāi)孔(接觸孔)進(jìn)行開(kāi)孔的效果，由于其與實(shí)施例16(圖16)所述相同，所以不再說(shuō)明。
再有，本實(shí)施例采用適合作為位線(xiàn)的DRAM的制造方法制造層間絕緣膜中的布線(xiàn)6a，效果很好。
再有，在以上的工藝中，用圖18(a)～圖18(c)所示的多層結(jié)構(gòu)的氧化膜2可用實(shí)施例15圖15(a)所示那樣的單層氧化膜2的形成工藝替換，獲得用實(shí)施例5(圖5)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
還有，在以上的工藝中，如果跳過(guò)用圖18(d)所示的薄氧化膜3a的形成工藝，那么可獲得用實(shí)施例4(圖4)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
實(shí)施例19圖19是表示本發(fā)明實(shí)施例19的半導(dǎo)體器件制造方法的剖視圖。下面，參照?qǐng)D19，說(shuō)明本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法。
首先，如圖19(a)所示，在硅半導(dǎo)體基片1上形成襯底布線(xiàn)6c，并用不摻雜的硅氧化膜7覆蓋。接著，如圖19(b)所示，在覆蓋氧化膜7的半導(dǎo)體基片1上形成不摻雜的薄硅氧化膜9。
接著，如圖19(c)所示，在氧化膜9上形成由SiN構(gòu)成的腐蝕停止膜8。
接著，如圖19(d)所示，在腐蝕停止膜8上形成B或P等雜質(zhì)濃度相對(duì)高的硅氧化膜2。
接著，如圖19(e)所示，在氧化膜2上形成B或P等雜質(zhì)濃度相對(duì)低的、或完全不摻雜的硅氧化膜3。用氧化膜2和3構(gòu)成層間絕緣膜。
接著，如圖19(f)所示，在氧化膜3上涂敷抗蝕劑10，在該抗蝕劑10中設(shè)置開(kāi)孔10a，從該開(kāi)孔10a利用各向異性腐蝕在氧化膜2和3上形成開(kāi)孔4。該開(kāi)孔4形成在鄰接襯底布線(xiàn)6c的腐蝕停止膜8的間隙中。
接著，如圖19(g)所示，利用氮化硅膜的各向異性干腐蝕，腐蝕除去開(kāi)孔4底部的腐蝕停止膜8(SiN膜)。
接著，如圖19(h)所示，利用氧化硅膜的各向異性干腐蝕，腐蝕除去開(kāi)孔4底部的薄氧化膜9。
接著，如圖19(i)所示，利用氮化硅膜的各向同性腐蝕，腐蝕除去開(kāi)孔4下部5周?chē)母g停止膜8(SiN膜)，在水平方向擴(kuò)大開(kāi)孔下部5。
接著，如圖19(j)所示，除去抗蝕劑10。
再有，在以上的工藝中，最好顛倒圖19(h)與圖19(j)的順序。也就是說(shuō)，在圖19(g)的工藝中用氮化硅膜的各向異性干腐蝕除去開(kāi)孔4底部的氮化硅膜后，利用氮化硅膜的各向同性腐蝕橫向擴(kuò)寬開(kāi)孔4。此時(shí)是未消除薄氧化膜9的腐蝕條件。然后，利用氧化膜的各向異性干腐蝕除去開(kāi)孔4底部的薄氧化膜9。如果這樣，那么由于用選擇比高的腐蝕除去在SiN膜8的腐蝕中基片1上殘留的氧化膜9及其薄氧化膜9，所以能夠獲得不消除基片1的穩(wěn)定接觸特性。
依據(jù)以上的制造方法，可獲得用實(shí)施例10(圖10)及實(shí)施例11(圖11)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
此外，按以上的制造方法，如果省去用圖19(b)所示的形成薄氧化膜9的工藝，那么可得到用實(shí)施例8(圖8)及實(shí)施例9(圖9)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
此外，按以上的制造方法，如果省去形成薄氧化膜9的工藝，并如果把在整個(gè)氧化膜7上形成的圖19(c)所示的腐蝕停止膜8替換為僅在氧化膜7的側(cè)面形成腐蝕停止膜8，那么可獲得用實(shí)施例12(圖12)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
再有，按以上的制造方法，如果省去圖19(a)～圖19(b)所示的形成氧化膜7和氧化膜9的工藝，那么可得到用實(shí)施例13(圖13)及實(shí)施例14(圖14)說(shuō)明結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
依據(jù)這樣的制造方法，在鄰接襯底布線(xiàn)6c的腐蝕停止膜8的間隙中，由于覆蓋了帶有開(kāi)孔的層間絕緣膜底部中的腐蝕率快的氧化膜2，所以在容易引起RIE-Lag接觸的底部，不會(huì)引起對(duì)此的腐蝕停止。
因此，在襯底布線(xiàn)的間隙中，能夠確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸孔開(kāi)孔，提高該開(kāi)孔的合格率。再有，由于能夠使接觸底面的接觸面積擴(kuò)寬，降低接觸阻抗，所以提高了接觸的電氣特性。
此外，由于襯底布線(xiàn)6c用與下部氧化膜2不同的層覆蓋，所以能夠防止與襯底布線(xiàn)6c的接觸短路。
如上所述，本實(shí)施例的制造方法是在多個(gè)襯底布線(xiàn)6c的周?chē)蛏戏椒謩e形成腐蝕停止膜8(SiN膜)，在腐蝕停止膜8(SiN膜)的間隙或凹部形成接觸時(shí)，效果很好。
再有，本實(shí)施例采用適合作為字線(xiàn)的DRAM的制造方法制造襯底布線(xiàn)6c，效果很好。
在如上所述的各個(gè)實(shí)施例中，說(shuō)明了獲得與硅半導(dǎo)體基片1接觸的情況，但半導(dǎo)體基片1并不限于硅，對(duì)于其他材料，只要適當(dāng)選擇在其上形成的層間絕緣膜，同樣能夠使用。
再有，在如上所述的各個(gè)實(shí)施例中，說(shuō)明了與半導(dǎo)體基片1接觸的結(jié)構(gòu)，但這并不限于半導(dǎo)體基片，對(duì)于與半導(dǎo)體器件中的導(dǎo)電層等的接觸也同樣適用。作為獲得這些接觸的各層的總稱(chēng)，在本說(shuō)明書(shū)中均稱(chēng)為半導(dǎo)體襯底層。
再有，在以上各自的實(shí)施例中，在半導(dǎo)體襯底層的附近形成了徑向方向擴(kuò)大的開(kāi)孔(接觸孔)的接觸，對(duì)于在帶有外伸形狀的開(kāi)孔中形成沒(méi)有分段接觸的方法來(lái)說(shuō)，雖用實(shí)施例15說(shuō)明了內(nèi)容，但該方法對(duì)于其他實(shí)施例也適用的。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明，在帶有層間接觸的半導(dǎo)體器件中，確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸孔進(jìn)行開(kāi)孔，可獲得擴(kuò)寬接觸底面的接觸面積的半導(dǎo)體器件。此外，由此能夠降低接觸阻抗，提高電氣特性。
再有，在層間絕緣膜中形成布線(xiàn)時(shí)，可獲得形成不與布線(xiàn)短路的所述那樣接觸的半導(dǎo)體器件。
再有，在形成半導(dǎo)體襯底層布線(xiàn)中，可獲得在布線(xiàn)間的間隙中確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸孔進(jìn)行開(kāi)孔形成接觸的半導(dǎo)體器件。
而且，能夠獲得制造這些半導(dǎo)體器件的制造方法，確實(shí)對(duì)高寬比大的接觸孔進(jìn)行開(kāi)孔，提高開(kāi)孔的合格率。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括半導(dǎo)體襯底層；層間絕緣膜，它由在該半導(dǎo)體襯底層上形成的多個(gè)腐蝕率不同的層構(gòu)成；和在設(shè)置在該層間絕緣膜上的開(kāi)孔中形成的與所述半導(dǎo)體襯底層的接觸，所述接觸在所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層的鄰接部分被徑向方向地?cái)U(kuò)大。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，在所述層間絕緣膜中距所述半導(dǎo)體襯底層預(yù)定距離的腐蝕率相對(duì)低的層中配有與所述半導(dǎo)體襯底層并聯(lián)的導(dǎo)電部分，在靠近所述導(dǎo)電部分形成所述接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，形成多個(gè)所述導(dǎo)電部分，在相鄰的導(dǎo)電部分之間形成所述接觸。
4.如權(quán)利要求1至3其中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述接觸在所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分，越靠近所述半導(dǎo)體襯底層，其徑向方向的擴(kuò)大就越大。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述接觸在所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分，越靠近所述半導(dǎo)體襯底層，其階梯狀的徑向方向的擴(kuò)大就越大。
6.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述接觸在所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分，越靠近所述半導(dǎo)體襯底層徑向方向越連續(xù)地?cái)U(kuò)大。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的所述部分的腐蝕率形成得相對(duì)高于其他部分。
8.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括半導(dǎo)體襯底層；下部導(dǎo)電部分，鄰接該半導(dǎo)體襯底層形成該部分；層間絕緣膜，以覆蓋所述下部導(dǎo)電部分的形式形成在所述半導(dǎo)體襯底層上；上部導(dǎo)電部分，在所述層間絕緣膜中距所述半導(dǎo)體襯底層預(yù)定距離處形成該部分；和在接近所述上部導(dǎo)電部分和下部導(dǎo)電部分的所述層間絕緣膜的開(kāi)孔中形成的至所述半導(dǎo)體襯底層的接觸；所述接觸在包括所述層間絕緣膜內(nèi)的所述上部導(dǎo)電部分或下部導(dǎo)電部分的各自部分之間徑向方向地?cái)U(kuò)大。
9.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括半導(dǎo)體襯底層；多個(gè)導(dǎo)電部分，在該半導(dǎo)體襯底層上至少其側(cè)面用腐蝕停止膜覆蓋并與所述半導(dǎo)體襯底層連接來(lái)形成該部分；層間絕緣膜，以覆蓋所述多個(gè)導(dǎo)電部分的所述腐蝕停止膜的形式，在所述半導(dǎo)體襯底層上由腐蝕率不同的多層構(gòu)成；和穿過(guò)在與所述多個(gè)導(dǎo)電部分相鄰的腐蝕停止膜間隙中的所述層間絕緣膜上設(shè)置的開(kāi)孔內(nèi)形成的相鄰腐蝕停止膜的間隙，至所述半導(dǎo)體襯底層的接觸，所述層間絕緣膜內(nèi)與所述半導(dǎo)體襯底層和所述腐蝕停止膜鄰接的部分形成有相對(duì)高于其他部分的腐蝕率。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，在用硅氧化膜覆蓋的所述多個(gè)導(dǎo)電部分上還用所述腐蝕停止膜覆蓋。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，在用硅氧化膜覆蓋的所述半導(dǎo)體襯底層和所述多個(gè)導(dǎo)電部分上還用所述腐蝕停止膜覆蓋。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述接觸在所述相鄰的導(dǎo)電部分的間隙中直至覆蓋所述導(dǎo)電部分的所述腐蝕停止膜部分在徑向方向上擴(kuò)大。
13.如權(quán)利要求10或11中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述接觸在所述相鄰的導(dǎo)電部分的間隙中直至覆蓋所述導(dǎo)電部分的所述腐蝕停止膜部分在徑向方向上擴(kuò)大。
14.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體襯底層上與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接的部分，在離開(kāi)腐蝕率相對(duì)高的所述半導(dǎo)體襯底層部分，形成腐蝕率相對(duì)低的層間絕緣膜的工藝；形成貫通所述層間絕緣膜并在與所述層間絕緣膜的與所述半導(dǎo)體襯底層鄰接部分形成內(nèi)徑相對(duì)擴(kuò)大的開(kāi)孔的工藝；在所述開(kāi)孔中形成與所述半導(dǎo)體襯底層的接觸的工藝。
15.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體襯底層上形成至少用腐蝕停止膜覆蓋側(cè)面的多個(gè)導(dǎo)電部分的工藝；為覆蓋所述半導(dǎo)體襯底層上的所述腐蝕停止膜，在與所述半導(dǎo)體襯底層和所述腐蝕停止膜鄰接的部分中，在離開(kāi)相對(duì)高的腐蝕率的所述半導(dǎo)體襯底層和所述腐蝕停止膜的部分中形成腐蝕率相對(duì)低的層間絕緣膜的工藝；在所述多個(gè)導(dǎo)電部分相鄰的腐蝕停止膜的間隙中形成所述絕緣膜中的開(kāi)孔的工藝；和形成與到達(dá)所述開(kāi)孔中的所述半導(dǎo)體襯底層的接觸的工藝。
全文摘要
在半導(dǎo)體器件中確實(shí)形成高寬比大的接觸孔。在半導(dǎo)體基片上形成層間絕緣膜,其與基片鄰接的部分雜質(zhì)濃度高,腐蝕率高;在離開(kāi)基片部分雜質(zhì)濃度低腐蝕率低;用各向異性腐蝕開(kāi)孔,形成貫通層間絕緣膜的接觸孔,然后用各向同性腐蝕擴(kuò)大接觸孔的下部,形成接觸。
文檔編號(hào)H01L21/316GK1195192SQ97126369
公開(kāi)日1998年10月7日 申請(qǐng)日期1997年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月27日
發(fā)明者榮森貴尚 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社