专利名称：深沟槽二次刻蚀接触孔及刻蚀方法
技术领域：
本发明涉及功率M0S晶体管深沟槽接触孔刻蚀工艺，特别涉及一种深沟槽接触孔二次刻蚀方法，以及采用这种刻蚀方法形成的接触孔。
背景技术：
功率MOS晶体管深沟槽接触孔的形貌对器件性能至关重要，它不但在工艺上影响后续金属填充，而且在电性能上也影响工作特性，再者对后道的封装也有很大影响。好的深沟槽接触孔形貌决定了好的器件性能。 功率MOS晶体管深沟槽接触孔新工艺需要两次刻蚀，以形成特殊的器件。在已有技术中，在进行功率MOS晶体管深沟槽接触孔的第二次刻蚀时工艺参数是气流量为2000-3000标准立方厘米，气流速度为100-150标准立方厘米/S。 如图l所示，接触孔在①处出现断裂点。在已有技术中，两次刻蚀的工艺，很容易造成两次刻蚀的连接点突变和第二次刻蚀的接触孔比第一次刻蚀的宽，那么就致使后续的金属填充断裂与空洞，势必影响器件性能。在典型的结构中，由于深沟槽接触孔使用二次刻蚀，会产生深沟槽接触孔的底部线宽比顶部的线宽大，并在图中"l"处产生一个断点，导致后续金属填埋不良。 传统工艺存在两个主要缺点(1)两次刻蚀的不连续点造成后续金属填充断裂；(2)第二次刻蚀的宽度比第一次刻蚀的大造成后续金属填充空洞。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种深沟槽二次刻蚀接触孔，能使器件性能稳定，为此本发明还提供一种深沟槽接触孔二次刻蚀方法。 为解决上述技术问题，本发明深沟槽接触孔二次刻蚀方法的技术方案是，包括以下步骤 第一步，接触孔曝光；
第二步，第一次深槽接触孔刻蚀；
第三步，去胶，第二次深槽接触孔刻蚀；
第四步，形成连接层； 第二次深槽接触孔刻蚀的气流量为3000-4000标准立方厘米，气流速度为150-200标准立方厘米/秒。 作为本发明深沟槽接触孔二次刻蚀方法进一步改进是，第二次深槽接触刻蚀之后在接触孔上以SIP形成连接层。 深沟槽二次刻蚀接触孔，接触孔上面宽下面窄，且接触孔侧面表面连续，不存在断裂。 作为本发明深沟槽二次刻蚀接触孔的进一步改进是，接触孔的连接层为SIP Ti/TiN。
本发明通过形成接触孔时特定的气流量和气流速度，消除旧工艺两次刻蚀所造成 的侧壁不连续点，使得两次刻蚀形成连续光滑的侧壁，同时消除旧工艺两次刻蚀所造成下 部宽度大于上部问题，最终形成瓶塞状的接触孔。本发明还改善了金属与硅之间连接层工 艺，形成使得金属填充良好的连接层，减少器件的漏电流。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明
图1已有技术中功率MOS晶体管深沟槽接触孔结构示意图；
图2为本发明中功率MOS晶体管深沟槽接触孔结构示意图；
图3为本发明深沟槽接触孔刻蚀流程示意图；
图4至图7是本发明深沟槽接触孔刻蚀结构示意图。
具体实施例方式
在制作功率M0S晶体管器件时，采用本发明进行二次深沟槽接触孔刻蚀工艺。如 图3所示，包括以下步骤 首先，如图4所示，进行接触孔曝光。这一步骤采用本发明中常用的技术手段，在 不需要形成接触孔，即不需要曝光的地方盖上光刻胶，将需要形成接触孔的位置空出来，以 便在下一步进行刻蚀。 如图5所示，在要形成接触孔的位置进行第一次深沟槽刻蚀，第一次深槽接触孔 刻蚀深度为0. 3um。这一步骤可以采用现有技术中的工艺参数。 如图6所示，去除光刻胶，在已经进行了第一次深沟槽刻蚀的基础上进行第二次 深沟槽刻蚀，第二次深槽接触孔刻蚀深度为0. 3um。在进行第二次深沟槽刻蚀时，所采用的 气流量为3000-4000标准立方厘米，气流速度为150-200标准立方厘米/秒(国际单位简 写为SCCM)。这使得，在第一次深沟槽接触孔刻蚀硅侧壁以及本身刻蚀上形成适合厚度的保 护层。经过上述第二次深沟槽刻蚀之后形成的刻蚀孔有两个特点一是深沟槽接触孔的侧 壁光滑；二是深沟槽接触孔上部尺寸大于下部，形成瓶塞状。 如图7所示，使用自电离电桨(Self Ionized Plasma,简称SIP)工艺形成500 A Ti和500 A TiN，即形成SIP Ti/TiN作为硅和金属之间的连接层，使得后续工艺中金属和硅 更好的贴合。本发明中采用SIP形成Ti/TiN连接层。采用SIP作为连接层能减少器件的 漏电，同时由于采用本发明刻蚀工艺形成的接触孔侧壁为光滑连续没有断点的侧壁，因此 形成的连接层更加满足器件的要求。在形成接触孔之后可以用传统MOS晶体管器件制成工 艺继续后续的工艺步骤。 如图2所示，采用本发明方法得到的接触孔为一端大一端小的瓶塞形状，而且其 侧壁连续没有断点，并且具有SIP Ti/TiN连接层。 利用本发明的工艺过程，在第一次深槽接触孔刻蚀以及第二次刻蚀侧壁形成适中 的保护层，消除旧工艺两次刻蚀所造成的侧壁不连续点以及下宽上窄问题，形成比较光滑 的瓶塞状，解决了金属填充的断层与空洞等问题。更改金属与硅之间连接层工艺，减小器件 漏电，调节出满足性能要求的器件。
权利要求
一种深沟槽接触孔二次刻蚀方法，包括以下步骤第一步，接触孔曝光；第二步，第一次深槽接触孔刻蚀；第三步，去胶，第二次深槽接触孔刻蚀；第四步，形成连接层；其特征在于，第二次深槽接触孔刻蚀的气流量为3000-4000标准立方厘米，气流速度为150-200标准立方厘米/秒。
2. 根据权利要求1所述的深沟槽接触孔二次刻蚀方法，其特征在于，第二次深槽接触 孔刻蚀的气流量为3200-3600标准立方厘米，气流速度为160-190标准立方厘米/S。
3. 根据权利要求1所述的深沟槽接触孔二次刻蚀方法，其特征在于，第二次深槽接触 孔刻蚀之后在接触孔上以SIP形成Ti/TiN连接层。
4. 一种深沟槽二次刻蚀接触孔，其特征在于，接触孔上面宽下面窄，且接触孔侧面表面 连续，不存在断裂。
5. 根据权利要求4所述的深沟槽二次刻蚀接触孔，其特征在于，接触孔的连接层为SIP Ti/TiN。
全文摘要
本发明公开了一种深沟槽接触孔二次刻蚀方法，包括以下步骤1.接触孔曝光；2.第一次深槽接触孔刻蚀；3.去胶，第二次深槽接触孔刻蚀；4.形成连接层；其中，第二次深槽接触孔刻蚀的气流量为3000-4000标准立方厘米，气流速度为150-200标准立方厘米/秒。本发明还公开了一种深沟槽二次刻蚀接触孔，接触孔上面宽下面窄，且接触孔侧面表面连续，不存在断裂。本发明方法形成比较光滑的瓶塞状，解决了金属填充的断层与空洞等问题。更改金属与硅之间连接层工艺，减小器件漏电，调节出满足性能要求的器件。
文档编号H01L23/522GK101740468SQ20081004401
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月25日 优先权日2008年11月25日
发明者孙效中, 张朝阳, 李江华, 薛浩 申请人:上海华虹Nec电子有限公司