一种高深宽比连接孔的刻蚀以降低接触电阻的方法与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种高深宽比连接孔的刻蚀以降低接触电阻的方法。


背景技术：

2.在8寸晶圆厂，高深宽比连接孔这种特殊结构中往往会发生底部台阶覆盖率差(即连接孔内实际形成的氮化钛和钛的总厚度与二者需要达到的总厚度的比值)与接触电阻偏大的现象；为了改善此缺陷，需要改变连接孔底部形貌，使其台阶覆盖率变高从而改善接触电阻偏大。
3.因此，需要提出一种新的方法来解决上述问题。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高深宽比连接孔的刻蚀以降低接触电阻的方法，用于解决现有技术中由于高深宽比连接孔底部台阶覆盖率低导致接触电阻偏大的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高深宽比连接孔的刻蚀以降低接触电阻的方法，至少包括：
6.步骤一、提供硅基底，在所述硅基底上形成氧化层；
7.步骤二、对所述氧化层进行刻蚀以形成高深宽比的连接孔，在刻蚀接近完成时停止刻蚀；
8.步骤三、通入碳氟化合物并用惰性气体轰击以对所述连接孔继续刻蚀，直到所述连接孔底部的所述氧化层被完全去除为止；
9.步骤四、依次在所述连接孔底部形成钛层、氮化钛层；
10.步骤五、在所述连接孔内填充钨。
11.优选地，步骤二中所述刻蚀接近完成时指的是刻蚀形成的所述连接孔的底部接近所述硅基底，但还未将所述硅基底上的所述氧化层完全刻蚀。
12.优选地，步骤三中刻蚀完成后，形成的所述连接孔的顶部开口宽度大于所述连接孔底部的宽度，所述连接孔侧壁与所述硅基底上表面的夹角为83.09
°
。
13.优选地，步骤三中的所述碳氟化合物为c5f8；所述惰性气体为氩气。
14.优选地，步骤三中c5f8的流量为8-30sccm；所述氩气的流量为200-400sccm。
15.优选地，步骤三中刻蚀的条件包括：刻蚀的射频频率为1200-1800w；压力为40-55torr。
16.优选地，步骤四中通过溅射在所述连接孔底部形成钛层和氮化钛层。
17.优选地，步骤四中在所述连接孔底部形成钛层和氮化钛层的台阶覆盖率为61％。
18.如上所述，本发明的一种高深宽比连接孔的刻蚀以降低接触电阻的方法，具有以下有益效果：本发明通过在高深宽比连接孔快要完成氧化膜刻蚀时，增加一步高碳氟比的
碳氟化合物及低氩气轰击的刻蚀步骤，使连接孔侧壁形貌变斜提高底部台阶覆盖率，从而改善接触电阻。
附图说明
19.图1显示为本发明中连接孔完全形成之前的剖面结构示意图；
20.图2显示为本发明中刻蚀完成后形成的连接孔的剖面结构示意图；
21.图3显示为本发明中的高深宽比连接孔的刻蚀以降低接触电阻的方法流程图。
具体实施方式
22.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
23.请参阅图1至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
24.本发明提供一种高深宽比连接孔的刻蚀以降低接触电阻的方法，如图3所示，图3显示为本发明中的高深宽比连接孔的刻蚀以降低接触电阻的方法流程图，该方法至少包括以下步骤：
25.步骤一、提供硅基底，在所述硅基底上形成氧化层；如图1所示，图1显示为本发明中连接孔完全形成之前的剖面结构示意图。该步骤一提供所述硅基底01，在所述硅基底01上形成所述氧化层02。
26.步骤二、对所述氧化层进行刻蚀以形成高深宽比的连接孔，在刻蚀接近完成时停止刻蚀；
27.本发明进一步地，本实施例的步骤二中所述刻蚀接近完成时指的是刻蚀形成的所述连接孔的底部接近所述硅基底，但还未将所述硅基底上的所述氧化层完全刻蚀。
28.如图1所示，该步骤二对所述氧化层02进行刻蚀以形成高深宽比的连接孔，在刻蚀接近完成时停止刻蚀；此时形成未完成的连接孔03，本实施例中所述刻蚀接近完成时指的是刻蚀形成的所述连接孔的底部接近所述硅基底，但还未将所述硅基底上的所述氧化层完全刻蚀。如图1所示，此时所述连接孔底部还有氧化层02未被完全刻蚀，所述连接孔底部的所述硅基底未露出。该步骤二形成的所述未完成的连接孔侧壁与所述硅基底上表面的夹角为88.37
°
。该步骤二形成的所述未完成的连接孔的上端开口的宽度大于其底部的宽度。
29.步骤三、通入碳氟化合物并用惰性气体轰击以对所述连接孔继续刻蚀，直到所述连接孔底部的所述氧化层被完全去除为止；如图2所示，图2显示为本发明中刻蚀完成后形成的连接孔的剖面结构示意图。
30.本发明进一步地，本实施例的步骤三中刻蚀完成后，形成的所述连接孔的顶部开口宽度大于所述连接孔底部的宽度，所述连接孔侧壁与所述硅基底上表面的夹角为83.09
°
(图2中的夹角)。
31.本发明进一步地，本实施例的步骤三中的所述碳氟化合物为c5f8；所述惰性气体为氩气。
32.本发明进一步地，本实施例的步骤三中c5f8的流量为8-30sccm；所述氩气的流量为200-400sccm。
33.本发明进一步地，本实施例的步骤三中刻蚀的条件包括：刻蚀的射频频率为1200-1800w；压力为40-55torr。
34.步骤四、依次在所述连接孔底部形成钛层、氮化钛层；所述氮化钛层位于所述钛层的上表面。
35.本发明进一步地，本实施例的步骤四中通过溅射的方法在所述连接孔底部形成钛层和氮化钛层。
36.本发明进一步地，本实施例的步骤四中在所述连接孔底部形成钛层和氮化钛层的台阶覆盖率为61％。也就是说，实际形成的钛层和氮化钛层的总厚度与需要形成的钛层和氮化钛层的总厚度的比值。
37.步骤五、在所述连接孔内填充钨。
38.本发明的方法比传统方法形成的连接孔的侧壁更加倾斜，台阶覆盖率更高，而传统方法中的台阶覆盖率为25％，本发明中的台阶覆盖率为61％。因此可以使连接孔形貌变斜提高底部台阶覆盖率，从而改善接触电阻。
39.综上所述，本发明通过在高深宽比连接孔快要完成氧化膜刻蚀时，增加一步高碳氟比的碳氟化合物及低氩气轰击的刻蚀步骤，使连接孔侧壁形貌变斜提高底部台阶覆盖率，从而改善接触电阻。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
40.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。