专利名称：一种可减小等离子体损伤效应的mos管的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种可减小等离子体损伤效应的MOS管。
背景技木
在半导体制造领域，刻蚀工艺、离子注入工艺和化学气相沉积工艺等诸多 工艺中都会用到等离子体，理论上等离子体总的对外电性应该是呈现中性的， 也就是说正离子和负离子是等量的，但实际上进入晶圆的正负离子在局部区域 并不是等量的，如此就会产生大量游离的电荷。晶圆中的金属导线或者多晶硅 (polysil icon)等导体就^象天线，其可收集该些游离的电荷，该些天线越长，收 集的电荷越多，当收集的电荷多到一定程度时，就会放电，上述现象就是通常 所说的等离子体损伤效应。随着半导体器件最小特征尺寸的不断减小，金属氧 化物半导体场效应晶体管(简称M0S管)栅氧化层的厚度也不断减小。该些游 离电荷所产生的放电易在M0S管栅氧化层上产生等离子损伤，从而增大了 M0S 管的漏电，严重时会造成MOS管的报废。
参见图l，其显示了现有技术一中的MOS管的组成结构示意图，如图所示， MOS管制作在硅衬底1上，且其具有栅源漏极G、 S和D以及设置在金属层M中 并分别与栅极G和硅衬底1相连的栅极金属垫Pl和衬底金属垫P2，金属层M具
有第一层金属M1、第二层金属M2、第二层金属M3.....顶层金属TM,该第一
层金属Ml通过第一接触孔插塞层VI连接在栅极G或硅衬底1上，该第二层金 属M2和第三层金属M3分别通过第二和第三接触孔插塞层V2、 V3连接在第一、 第二层金属M1、 M2上，其他金属层间也通过其对应的接触孔插塞层相互连接。
该栅极金属垫P1具有第一层导线Wll、第二层导线W12、第三层导线W13.....
顶层导线TWl,该衬底金属垫P2具有第一层导线W21、第二层导线W22、第三层 导线W23.....顶层导线TW2，该第一层导线Wll和W21均位于金属层M的第一
3层金属Ml中，该顶层导线TW1和TW2均位于金属层M的顶层金属TM中，且该 栅极金属垫Pl和衬底金属垫P2所具有的导线均为一体金属导线，另外，该栅 极金属垫Pl和村底金属垫P2所具有的导线层间均通过接触孔插塞层连接。
但在制作如图1所示的栅极金属垫P1时，会因等离子体损伤效应而在栅氧 化层上产生损伤和缺陷。为减小等离子体损伤效应对M0S管的不良影响，现有 技术二提出了在栅极金属垫Pl的第一层导线Wll上设置一金属跳线的技术方 案，图2显示了金属跳线的组成结构，金属跳线具有第一层导线Wl、第二层导
线W2.....顶层导线TW，第一层导线Wl上连接有接触孔插塞层且通过该接触
孔插塞层将金属跳线设置在预设置的位置，金属跳线的各层导线间也通过接触 孔插塞层连接。
图3显示了现有技术二中的M0S管的组成结构，参见图3，并结合参见图1 和图2,栅极金属垫P1从其第一层导线Wll处分离为上下两部分，且该第一层 导线Wll分离为分别与该上下两部分连接的第一和第二导线段Wlll和W112,第 一金属跳线MJ1跨设在第一和第二导线段Wlll和W112间，该第一金属跳线MJ1
具有第一层导线W31、第二层导线W32.....顶层导线TW3，该第一层导线W31
位于金属层M的第二层金属M2中，该顶层导线TW3位于金属层M的顶层金属TM 中，该顶层导线TW3为一一体金属导线，其余层的导线(包括第一层导线W31 和第二层导线W32等导线)均包括分隔开且分别设置在第一导线段Wlll和第二 导线段W112上的两分离导线，该栅极金属垫P1、衬底金属垫P2和第一金属跳 线MJ1所具有的导线层间均通过接触孔插塞层连接。
但随着最小特征尺寸和栅氧化层厚度的不断减小，衬底金属垫P2上的等离 子体损伤效应在栅氧化层上产生损伤和缺陷的可能性越来越大，且由此产生的 MOS管漏电流过大和MOS管不良的情况越来越多。
因此，如何提供一种可减小等离子体损伤效应的MOS管以应对最小特征尺 寸和栅氧化层厚度不断减小时制作衬底金属垫时的等离子体损伤效应对栅氧化 层的破坏作用，并有效降低MOS管的漏电流和提高MOS管的可靠性，已成为业 界亟待解决的技术问题。
发明内容
4本发明的目的在于提供一种可减小等离子体损伤效应的M0S管，通过所述 MOS管可有效减小等离子体损伤效应对MOS管的漏电流和可靠性的不良影响，大 大降低MOS管的漏电流且提高MOS管的可靠性。
本发明的目的是这样实现的 一种可减小等离子体损伤效应的MOS管，制 作在硅村底上，其具有栅源漏极以及设置在金属层中且分别与栅极和硅衬底连 接的栅极金属垫和衬底金属垫，该栅极金属垫从其第一层导线处分离为上下两 部分，且其第一层导线分离为分别与该上下两部分连接的第一和第二导线段， 第一金属跳线跨设在该第一和第二导线段间，该衬底金属垫从其第一层导线处 分离为上下两部分，且其第一层导线分离为分别与该上下两部分连接的第三和 第四导线段，第二金属跳线跨没在该第三和第四导线^a间。
在上述的可减小等离子体损伤效应的M0S管中，该栅极金属垫和衬底金属 垫的第一层导线均位于金属层的第一层金属中，且该栅极金属垫和衬底金属垫 具有相同数量的导线层。
在上述的可减小等离子体损伤效应的M0S管中，该第一、第二金属跳线的 第一层导线均位于金属层的第二层金属中，且该第一、第二金属跳线具有相同 数量的导线层。
在上述的可减小等离子体损伤效应的M0S管中，该栅极金属垫、村底金属 垫以及第一、第二金属跳线的顶层导线均位于金属层的顶层金属层中。
在上述的可减小等离子体损伤效应的M0S管中，该第一金属跳线的顶层导 线为一一体金属导线，其余层导线均为分隔开且分别设置在第一导线段和第二 导线段上的上的两分离导线。
在上述的可减小等离子体损伤效应的M0S管中，该第二金属跳线的顶层导 线为一一体金属导线，其余层导线均为分隔开且分别设置在第三导线段和第四 导线段上的两分离导线。
在上述的可减小等离子体损伤效应的MOS管中，该栅极金属垫、村底金属 垫、第一金属跳线和第二金属跳线所具有的导线层间均通过接触孔插塞层连接。
与现有技术中并未在与硅衬底相连的村底金属垫中设置金属跳线，易致使 在制作衬底金属垫时所出现的等离子体损伤效应损伤栅氧化层，从而造成M0S 管漏电流过大和M0S管可靠性过低相比，本发明的可减小等离子体损伤效应的M0S管的衬底金属垫的第一层导线被分隔为第三和第四导线段，第二金属跳线跨 设在该第三和第四导线段间，如此可大大减小制作衬底金属垫时等离子体损伤 效应对栅氧化层的破坏作用，大大降低了 MOS管的漏电流，并有效提高MOS管 的可靠性。
本发明的可减小等离子体损伤效应的MOS管由以下的实施例及附图给出。
图1为现有技术一的MOS管的组成结构示意图2为金属跳线的组成结构示意图3为现有技术二的MOS管的组成结构示意图4为本发明的可减小等离子体损伤效应的MOS管的组成结构示意图。
具体实施例方式
以下将对本发明的可减小等离子体损伤效应的MOS管作进一步的详细描述
参见图4,结合参见图1至图3，图4显示了本发明的可减小等离子体损伤 效应的MOS管的组成结构示意图，如图所示，MOS管制作在石圭村底l上，且其具 有栅源漏极G、 S和D以及设置在金属层M中并分别与栅极G和硅衬底1相连的 栅极金属垫P1和衬底金属垫P2，金属层M具有第一层金属M1、第二层金属M2、
第三层金属M3.....顶层金属TM，所述第一层金属M1通过第一接触孔插塞层
VI连接在栅极G或硅衬底1上，所述第二层金属M2和第二层金属M3分别通过 第二和第三接触孔插塞层V2、 V3连接在第一、第二层金属M1、 M2上，其他金 属层间也通过其对应的接触孔插塞层相互连接。
所述栅极金属垫Pl具有第一层导线Wll、第二层导线W12、第三层导线
W13.....顶层导线TW1，所述衬底金属垫P2具有第一层导线W21、第二层导线
W22、第三层导线W23.....顶层导线TW2，所述第一层导线Wll和W21均位于
金属层M的第一层金属M1中，所述顶层导线TW1和TW2均位于金属层M的顶层 金属TM中，另外，所述栅极金属垫P1和衬底金属垫P2所具有的导线层间均通 过接触孔插塞层连接。
栅极金属垫Pl从其第一层导线Wll处分离为上下两部分，所述第一层导线Wll相应地分离为分别与所述上下两部分连接的第一和第二导线段Will和 W112,第一金属跳线MJl跨设在第一和第二导线段Wlll和W112间，所述第一
金属跳线MJ1具有第一层导线W31、第二层导线W32.....顶层导线TW3，所述
第一层导线W31位于金属层M的第二层金属M2中，所述顶层导线TW3位于金属 层M的顶层金属TM中，所述顶层导线TW3为一一体金属导线，其余层的导线(包 括第一层导线W31和第二层导线W32等导线)均为分隔开且分别设置在第一导 线段Wlll和第二导线段W112上的两分离导线，所述第一金属跳线MJ1所具有 的导线层间均通过接触孔插塞层连接。
衬底金属垫P2从其第一层导线W21处分离为上下两部分，所述第一层导线 W21相应地分离为分别与所述上下两部分连接的第三和第四导线段W211和 W212,第二金属跳线MJ2跨设在第三和第四导线段W211和W212间，所述第二
金属跳线MJ2具有第一层导线W41、第二层导线W42.....顶层导线TW4，所述
第一层导线W41位于金属层M的第二层金属M2中，所述顶层导线TW4位于金属 层M的顶层金属TM中，所述顶层导线W4为一一体金属导线，其余层的导线(包 括第一层导线W41和第二层导线W42等导线)均包括分隔开且分别设置在第三 导线段W211和第四导线段W212上的两分离导线，所述第二金属跳线MJ2所具 有的导线层间均通过接触孔插塞层连接。
以下来通过制造如图4所示的M0S管的过程中等离子体损伤效应对M0S管 性能的影响来阐述本发明的原理及功效，首先在硅衬底1上制造MOS管的栅源 漏极G、 S和D;然后沉积金属前介质且在其上光刻和刻蚀出第一接触孔插塞层 Vl的图形；之后填充金属插塞形成第一接触孔插塞层V1;接着再沉积第一层金 属且通过光刻和刻蚀工艺形成第一导线段Wlll、第二导线段W112、第三导线段 W211和第四导线段W212,此时由于第一层导线Wll和W21均分离为两段，与先 前技术中的一段的状况相比，制作第一层导线Wll和W21时所产生的等离子体 损伤效应大大减小；之后再沉积层间介质并通过光刻、刻蚀和沉积工艺形成第 二接触孔插塞层V2;然后再沉积第二层金属M2且通过光刻和刻蚀工艺形成栅极 金属垫P1的第二层导线W12、第一金属跳线MJ1的第一层导线W31、第二金属 跳线MJ2的第一层导线W41和衬底金属垫P2的第二层导线W22;然后依照上述 工艺继续制造栅极金属垫Pl、第一金属跳线MJ1、第二金属跳线MJ2和村底金
7属垫P2所具有的其他接触孔插塞层和导线层，直到加工完4册极金属垫P1、第一 金属跳线MJ1、第二金属跳线MJ2和衬底金属垫P2的顶层导线。在制造四者的 顶层导线前，栅极金属垫Pl除第二导线段W112外其他部分并不与栅极G电性 连接，衬底金属垫P2除第四导线段W212外其他部分并不与硅衬底1电性连接， 于是避免了栅极金属垫Pl制作过程中第二导线段W112外的导线收集的电荷对 栅氧化层的等离子体损伤，也避免了衬底金属垫P2制作过程中第四导线段W212 外的导线收集的电荷对栅氧化层的等离子体损伤，如此可大大降低等离子体损 伤效应对M0S管质量和可靠性的影响。
综上所述，本发明的可减小等离子体损伤效应的M0S管的衬底金属垫的第 一层导线被分隔为第三和第四导线段，第二金属跳线跨^1在所述第三和第四导 线段间，如此可大大减小制作衬底金属垫时等离子体损伤效应对栅氧化层的破 坏作用，大大降低了 M0S管的漏电流，并有效提高MOS管的可靠性。
权利要求
1、一种可减小等离子体损伤效应的MOS管，制作在硅衬底上，其具有栅源漏极以及设置在金属层中且分别与栅极和硅衬底连接的栅极金属垫和衬底金属垫，该栅极金属垫从其第一层导线处分离为上下两部分，且其第一层导线分离为分别与该上下两部分连接的第一和第二导线段，第一金属跳线跨设在该第一和第二导线段间，其特征在于，该衬底金属垫从其第一层导线处分离为上下两部分，且其第一层导线分离为分别与该上下两部分连接的第三和第四导线段，第二金属跳线跨设在该第三和第四导线段间。
2、 如权利要求1所述的可减小等离子体损伤效应的M0S管，其特征在于， 该栅极金属垫和衬底金属垫的第一层导线均位于金属层的第一层金属中，且该 栅极金属垫和衬底金属垫具有相同数量的导线层。
3、 如权利要求1所述的可减小等离子体损伤效应的MOS管，其特征在于， 该第一、第二金属跳线的第一层导线均位于金属层的第二层金属中，且该第一、 第二金属跳线具有相同数量的导线层。
4、 如权利要求1所述的可减小等离子体损伤效应的M0S管，其特征在于， 该栅极金属垫、衬底金属垫以及第一、第二金属跳线的顶层导线均位于金属层 的顶层金属层中。
5、 如权利要求1所述的可减小等离子体损伤效应的MOS管，其特征在于， 该第一金属跳线的顶层导线为一一体金属导线，其余层导线均为分隔开且分别 设置在第一导线段和第二导线段上的两分离导线。
6、 如权利要求1所述的可减小等离子体损伤效应的M0S管，其特征在于， 该第二金属跳线的顶层导线为一一体金属导线，其余层导线均为分隔开且分别 设置在第三导线段和第四导线段上的两分离导线。
7、 如权利要求1所述的可减小等离子体损伤效应的M0S管，其特征在于， 该栅极金属垫、衬底金属垫、第一金属跳线和第二金属跳线所具有的导线层间 均通过接触孔插塞层连接。
全文摘要
本发明提供一种可减小等离子体损伤效应的MOS管，制作在硅衬底上，具有栅源漏极及分别与栅极和硅衬底连接的栅极金属垫和衬底金属垫。现有技术仅在栅极金属垫中设置金属跳线，当最小特征尺寸和栅氧厚度不断减小时，衬底金属垫上的等离子体损伤效应对MOS管的质量和可靠性的不良影响越来越大。本发明中的栅极金属垫从其第一层导线处分离为上下两部分，且其第一层导线分离为分别与上下两部分连接的第一和第二导线段，第一金属跳线跨设在该第一和第二导线段间，该衬底金属垫从其第一层导线处分离为上下两部分，且其第一层导线分离为分别与上下两部分连接的第三和第四导线段，第二金属跳线跨设在该第三和第四导线段间。本发明可大大提高MOS管的质量和可靠性。
文档编号H01L29/78GK101556966SQ200810035898
公开日2009年10月14日 申请日期2008年4月10日 优先权日2008年4月10日
发明者永 赵, 陆黎明 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司