一种具有无边界接触窗的半导体元件的制作方法
【专利摘要】一种具有无边界接触窗的半导体元件，至少包含：一半导体基底；一氧化物层；一第一介电材料层，用以作为无边界接触窗的阻绝层；一闸氧化层与多晶硅层，用以作为半导体的闸极结构；一轻掺杂汲极；一第二介电材料层，用以作为闸极的间隔壁；一重掺杂离子植入区，用以作为半导体的源/汲极；多个金属硅化物，用以降低接触电阻；及一内层介电材料层，所述源/汲极与该浅沟槽隔离区之间蚀刻一无边界接触窗，用以连接金属层。本实用新型可节省布局面积，降低成本，且藉由浅沟槽隔离区上部两侧的氮化硅侧隙壁，可克服翘曲效应的影响，同时无边界接触窗的阻绝层，可避免蚀刻时裸露的浅沟槽隔离区被过度蚀刻而造成接合漏电，且生产工艺更简化。
【专利说明】一种具有无边界接触窗的半导体元件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种具有无边界接触窗的半导体元件。
【背景技术】
[0002]近年来，半导体元件的需求因电子零件的大量使用特别是电脑的快速普及而大量增加。由于需要数百或是数千电晶体在单一半导体晶片上组成很复杂的集成电路，因此为了增加集成电路内电子元件密度及缩小布局面积，必须制造性能更佳的半导体元件，且保持元件原来所拥有的特性，所以所以改良半导体元件品质是亟需解决的问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可克服翘曲效应，且可避免接合漏电，简化生产工艺的具有无边界接触窗的半导体元件。
[0004]本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种具有无边界接触窗的半导体元件，至少包含:
[0006]一半导体基底，具有一浅沟槽隔离区；
[0007]—氧化物层，形成于所述浅沟槽隔离区内及半导体基底表面上方，通过化学机械研磨法及氧化物回蚀方式，使该氧化物层的高度低于半导体基底表面；
[0008]一第一介电材料层，形成于所述浅沟槽隔离区的氧化物层上部内侧，用以作为无边界接触窗的阻绝层；
[0009]—闸氧化层与多晶娃层,依序形成于半导体基底表面上方，用以作为半导体的闸极结构；
[0010]一轻掺杂汲极，形成于所述闸极与浅沟槽隔离区之间；
[0011]一第二介电材料层，形成于所述闸极的侧壁，用以作为闸极的间隔壁；
[0012]一重掺杂离子植入区，形成于所述轻掺杂汲极与浅沟槽隔离区之间的半导体基底内，用以作为半导体的源/汲极；
[0013]多个金属硅化物，形成于所述闸极与源/汲极上方，用以降低接触电阻；
[0014]及一内层介电材料层，形成于晶片表面上方，所述源/汲极与该浅沟槽隔离区之间蚀刻一无边界接触窗，用以连接金属层。
[0015]进一步地，所述半导体基底为娃底材。
[0016]进一步地，所述第一介电材料层为氮化硅侧隙壁，至少包含氮化硅，采用化学气相沉积法制得。
[0017]进一步地，所述第二介电材料层为一间隙壁，至少包含氮化硅，采用非等向性蚀刻方式制得。
[0018]进一步地，所述闸氧化层至少包含二氧化硅，采用干式氧化法制得。
[0019]进一步地，所述金属硅化物至少包含钛金属。
[0020]进一步地，所述无边界接触窗，用以形成多重金属内连线的工艺。[0021]进一步地，所述闸极至少包含多晶硅、磷、砷及硅化钨中的一种，采用低压化学气相沉积法制得。
[0022]进一步地，所述内层介电材料层采用化学气相沉积法制得。
[0023]由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0024]第一，通过形成无边界接触窗，允许接触窗由于对准误差而裸露在浅沟槽隔离区上，因而可以节省布局面积，降低成本；
[0025]第二，藉由浅沟槽隔离区上部两侧的氮化硅侧隙壁，可克服翘曲效应的影响；
[0026]第三，闸极的寄生电阻会随着元件缩小而上升，在多晶硅上形成金属硅化物，可有效降低闸极电阻率；
[0027]第四，通过在源/汲级扩散区与浅沟槽隔离区之间，蚀刻一无边界接触窗，并在浅沟槽隔离区上部两侧形成氮化硅侧壁，用以作为无边界接触窗蚀刻时的阻绝层，可避免蚀刻时裸露的浅沟槽隔离区被过度蚀刻而造成接合漏电；
[0028]第五，传统工艺需蚀刻内层介电材料层，再蚀刻覆宽于扩散区与浅沟槽隔离区之上的氮化硅层，增加了蚀刻的复杂度，本实用新型只需蚀刻内层介电材料层，较之传统工艺简化了无边界接触窗的蚀刻工艺。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型【具体实施方式】的剖视图。
[0030]图中:1.硅底材，2.浅沟槽隔离区，3.闸极，4.闸氧化层，5.多晶硅层，6.轻掺杂汲极，7.间隙壁，8.源极，9.汲极，10.金属硅化物，11.内层介电材料层。
【具体实施方式】
[0031]以下通过【具体实施方式】对本实用新型作进一步的描述。
[0032]参照图1，本实用新型的一种具有无边界接触窗的半导体元件，至少包含:
[0033]—娃底材I,具有一浅沟槽隔离区2 ;
[0034]一氧化物层，形成于所述浅沟槽隔离区2内及硅底材I表面上方，通过化学机械研磨法及氧化物回蚀方式，使该氧化物层的高度低于硅底材I表面；
[0035]一氮化硅侧隙壁3，形成于所述浅沟槽隔离区2的氧化物层上部内侧，用以作为无边界接触窗的阻绝层；
[0036]—闸氧化层4与多晶娃层5,依序形成于娃底材I表面上方,用以作为半导体的闸极结构；
[0037]—轻掺杂汲极6，形成于所述闸极3与浅沟槽隔离区2之间；
[0038]一间隙壁7，形成于所述闸极3的侧壁，用以作为闸极3的间隔壁；
[0039]一重掺杂离子植入区，形成于所述轻掺杂汲极6与浅沟槽隔离区2之间的硅底材I内，用以作为半导体的源极8/汲极9 ；
[0040]多个金属硅化物10，形成于所述闸极3与源/汲极上方，用以降低接触电阻；
[0041]及一内层介电材料层11，形成于晶片表面上方，所述源/汲极与该浅沟槽隔离区2之间蚀刻一无边界接触窗，用以连接金属层。[0042]参照图1，所述氮化硅侧隙壁3，至少包含氮化硅，采用化学气相沉积法制得；所述间隙壁7，至少包含氮化硅，采用非等向性蚀刻方式制得；所述闸氧化层4至少包含二氧化硅，采用干式氧化法制得；所述金属硅化物至少包含钛金属；所述无边界接触窗，用以形成多重金属内连线的工艺；所述闸极3至少包含多晶硅、磷、砷及硅化钨中的一种，采用低压化学气相沉积法制得；所述内层介电材料层11采用化学气相沉积法制得。
[0043]上述仅为本实用新型的一个【具体实施方式】，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
【权利要求】
1.一种具有无边界接触窗的半导体元件，其特征在于:至少包含: 一半导体基底，具有一浅沟槽隔离区； 一氧化物层，形成于所述浅沟槽隔离区内及半导体基底表面上方，通过化学机械研磨法及氧化物回蚀方式，使该氧化物层的高度低于半导体基底表面； 一第一介电材料层，形成于所述浅沟槽隔离区的氧化物层上部内侧，用以作为无边界接触窗的阻绝层； 一闸氧化层与多晶硅层，依序形成于半导体基底表面上方，用以作为半导体的闸极结构； 一轻掺杂汲极，形成于所述闸极与浅沟槽隔离区之间； 一第二介电材料层，形成于所述闸极的侧壁，用以作为闸极的间隔壁； 一重掺杂离子植入区，形成于所述轻掺杂汲极与浅沟槽隔离区之间的半导体基底内，用以作为半导体的源/汲极； 多个金属硅化物，形成于所述闸极与源/汲极上方，用以降低接触电阻； 及一内层介电材料层，形成于晶片表面上方，所述源/汲极与该浅沟槽隔离区之间蚀刻一无边界接触窗，用以连接金属层。
2.如权利要求1所述的一种具有无边界接触窗的半导体元件，其特征在于:所述半导体基底为硅底材。
3.如权利要求1所述的一种具有无边界接触窗的半导体元件，其特征在于:所述第一介电材料层为氮化硅侧隙壁，至少包含氮化硅，采用化学气相沉积法制得。
4.如权利要求1所述的一种具有无边界接触窗的半导体元件，其特征在于:所述第二介电材料层为一间隙壁，至少包含氮化硅，采用非等向性蚀刻方式制得。
5.如权利要求1所述的一种具有无边界接触窗的半导体元件，其特征在于:所述闸氧化层至少包含二氧化硅，采用干式氧化法制得。
6.如权利要求1所述的一种具有无边界接触窗的半导体元件，其特征在于:所述金属硅化物至少包含钛金属。
7.如权利要求1所述的一种具有无边界接触窗的半导体元件，其特征在于:所述闸极至少包含多晶硅、磷、砷及硅化钨中的一种，采用低压化学气相沉积法制得。
8.如权利要求1所述的一种具有无边界接触窗的半导体元件，其特征在于:所述内层介电材料层采用化学气相沉积法制得。
【文档编号】H01L21/768GK203588976SQ201320750054
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】叶文冠 申请人:叶文冠, 绿亚电子（泉州）有限公司