[发明专利]自对准接触孔刻蚀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造工艺，特别是涉及一种自对准接触孔刻蚀(Self Aligned Contact Etch)方法。

背景技术

自对准接触孔刻蚀的方法有很多种，其中一种是利用多晶硅栅极上的氮化硅作为保护层，以及PSG(磷硅玻璃)对氧化硅的选择比来实现的，这种方法包括如下步骤：

第1步，请参阅图1a，采用光刻和刻蚀工艺在衬底10之上刻蚀出多晶硅栅极12，多晶硅栅极12和衬底10之间为栅氧化层11，多晶硅栅极12之上为厚度的氮化硅13。

第2步，请参阅图1b，在多晶硅栅极12两侧下方的衬底10中以离子注入工艺进行轻掺杂漏注入(LDD)，形成轻掺杂区14。

第3步，请参阅图1c，先在硅片上淀积一层氮化硅15，再以干法反刻去除这层氮化硅15，此时在氮化硅13、多晶硅栅极12和栅氧化层11的两侧就形成了氮化硅侧墙15。氮化硅侧墙15的宽度为。

第4步，请参阅图1d，将需要连接接触孔的多晶硅栅极12上方的氮化硅13去除，并在该需要连接接触孔的多晶硅栅极12之上以及衬底10之上淀积一层牺牲氧化层16。

第5步，请参阅图1e，在氮化硅侧墙15的外侧下方的衬底10中进行重掺杂源漏注入，形成重掺杂区17。

第6步，请参阅图1f，去除牺牲氧化层16。

第7步，请参阅图1g，先在硅片表面淀积一层PSG18，再以CMP(化学机械研磨)工艺对所淀积的PSG18进行平坦化。

第8步，请参阅图1h，先在硅片表面淀积一层未掺杂的氧化硅19，再以光刻和刻蚀工艺刻蚀出接触孔21和22。接触孔21在多晶硅栅极12上方，接触孔22在重掺杂区17的上方。其中接触孔22的宽度为a，接触孔22的侧壁距离最近的多晶硅栅极13的距离为b。现有工艺可以实现b＜氮化硅侧墙15的宽度，即a＞c，其中c为两个相邻的氮化硅侧墙15之间的间距。

这种自对准接触孔刻蚀的方法存在如下不足：

其一，当两个相邻的晶体管之间的间距c较小时，第8步所淀积的PSG18的填孔能力不足，可能在两个相邻的侧壁15之间形成空洞。

其二，当两个相邻的晶体管之间的间距c较小时，第9步在刻蚀接触孔22时由于自对准接触孔刻蚀窗口太小，接触孔22不容易完全打开而形成缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自对准接触孔刻蚀的方法，该方法可以提高接触孔刻蚀的质量。

为解决上述技术问题，本发明自对准接触孔刻蚀的方法包括如下步骤：

第1步，采用光刻和刻蚀工艺在衬底之上刻蚀出多晶硅栅极，多晶硅栅极之上为第一氮化硅层；

第2步，在多晶硅栅极两侧下方的衬底中以离子注入工艺进行轻掺杂漏注入，形成轻掺杂区；

第3步，先在硅片上淀积一层第二氮化硅层，再以干法反刻第二氮化硅层，直至第一氮化硅层之上的第二氮化硅层去除，此时在第一氮化硅层和多晶硅栅极的两侧就形成了氮化硅侧墙；

第4步，先在硅片上淀积一层第一氧化硅层，再以干法反刻第一氧化硅，直至第一氮化硅层之上的第一氧化硅层去除，此时在氮化硅侧墙之外又形成了氧化硅侧墙；

第5步，将需要连接接触孔的多晶硅栅极上方的第一氮化硅层去除，并在该需要连接接触孔的多晶硅栅极之上以及衬底之上淀积一层第二氧化硅层，第二氧化硅层又称牺牲氧化层；

第6步，在氧化硅侧墙的外侧下方的衬底中进行重掺杂源漏注入，形成重掺杂区；

第7步，去除牺牲氧化层和氧化硅侧墙；

第8步，先在硅片表面淀积一层PSG层，再以CMP(化学机械研磨)工艺对PSG层研磨平坦化；

第9步，先在硅片表面淀积一层第三氧化硅层，第三氧化硅层为未掺杂的氧化硅，再以光刻和刻蚀工艺刻蚀出接触孔。

本发明自对准接触孔刻蚀的方法利用双层侧墙(氮化硅侧墙+氧化硅侧墙)来增强自对准接触孔刻蚀工艺的能力，从而提高接触孔刻蚀的质量。

附图说明

图1a～图1h是一种现有的自对准接触孔刻蚀的方法；

图2a～图2c是本发明自对准接触孔刻蚀的方法的部分步骤。

图中附图标记说明：

11为栅氧化层；12为多晶硅栅极；13为氮化硅层；14为轻掺杂区；15为氮化硅侧墙；16为牺牲氧化层；17为重掺杂区；18为PSG层；19为未掺杂的氧化硅层；20为氧化硅侧墙；21、22为接触孔。

具体实施方式