[go: up one dir, main page]

NL1010431C2 - Method of manufacturing a local connection. - Google Patents

Method of manufacturing a local connection. Download PDF

Info

Publication number
NL1010431C2
NL1010431C2 NL1010431A NL1010431A NL1010431C2 NL 1010431 C2 NL1010431 C2 NL 1010431C2 NL 1010431 A NL1010431 A NL 1010431A NL 1010431 A NL1010431 A NL 1010431A NL 1010431 C2 NL1010431 C2 NL 1010431C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
metal oxide
resistant metal
heat resistant
layer
oxide layer
Prior art date
Application number
NL1010431A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Fu-Tai Liou
Original Assignee
United Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from TW087110878A external-priority patent/TW396570B/en
Priority to GB9822665A priority Critical patent/GB2342775B/en
Priority to JP10304328A priority patent/JP2000021886A/en
Priority to FR9813429A priority patent/FR2780811A1/en
Priority to DE19849745A priority patent/DE19849745A1/en
Application filed by United Microelectronics Corp filed Critical United Microelectronics Corp
Priority to NL1010431A priority patent/NL1010431C2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1010431C2 publication Critical patent/NL1010431C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76895Local interconnects; Local pads, as exemplified by patent document EP0896365

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

WERKWIJZE VOOR HET FABRICEREN VAN EEN LOKALE VERBINDING ACHTERGROND VAN DE UITVINDING 5 Gebied van de uitvindingBACKGROUND OF THE INVENTION Method of Manufacturing a Local Compound Field of the Invention

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een werkwijze voor het fabriceren van een lokale verbinding in een geïntegreerde schakeling (IC), en meer in het bijzonder op een werkwijze voor het vormen van een lokale verbinding op een substraat 10 omvattende de stap van het vormen van een hittebestendige metaaloxidelaag op het substraat.The invention generally relates to a method of fabricating a local connection in an integrated circuit (IC), and more particularly to a method of forming a local connection on a substrate 10 comprising the step of forming of a heat resistant metal oxide layer on the substrate.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het artikel "Electrical and Optical properties of in situ "hydrogen-reduced" titanium dioxide thin films deposited by pulsed excimer laser ablation", vanH.K. Ardani, Thin Solid Films, 15 aug. 1994, deel 248, nr. 2, 15 biz 234-239. Dit artikel beschrijft het neerslaan van dunne films Ti02 op substraten bij verschillende waterstofdrukken in de omgeving en bij verschillende substraat-temperaturen.Such a method is known from the article "Electrical and Optical properties of in situ" hydrogen-reduced "titanium dioxide thin films deposited by pulsed excimer laser ablation", by H.K. Ardani, Thin Solid Films, Aug. 15, 1994, vol. 248, no. 2, 15 biz 234-239. This article describes the deposition of thin films of TiO2 on substrates at different ambient hydrogen pressures and at different substrate temperatures.

Beschrijving van de stand van de techniek 20Description of the prior art 20

Aangezien geïntegreerde schakelingen worden ontwikkeld met een tendens tot steeds hogere integratie, wordt het aantal verbindingen dat nodig is voor elektrische verbinding tussen inrichtingen of elektroden hoger. Het oppervlaktegebied van een chip dat beschikbaar is voor het vormen van verbindingen wordt echter steeds beperkter als 25 gevolg van de kleiner wordende afmetingen van inrichtingen. Daarom zijn twee of meer geleidende lagen ontworpen om aan de eisen van hoge integratie en beperkt oppervlaktegebied te voldoen. Tijdens het fabriceren van een complexe inrichting zoals een microprocessor zijn bijvoorbeeld tenminste vier of vijf metaallagen nodig om de elektrische verbinding tussen elektroden of inrichtingen van de microprocessor te 30 bewerkstelligen.As integrated circuits are being developed with a tendency towards ever higher integration, the number of connections required for electrical connection between devices or electrodes is increasing. However, the surface area of a chip available for bonding is becoming increasingly limited due to the decreasing size of devices. Therefore, two or more conductive layers are designed to meet the requirements of high integration and limited surface area. For example, during manufacturing of a complex device such as a microprocessor, at least four or five metal layers are required to effect the electrical connection between electrodes or devices of the microprocessor.

In het ontwerp van een geïntegreerde submicron-schakeling is een lokale verbinding gevormd voor het verbeteren van de pakkingsdichtheid. In schakelingslayout-ontwerp wordt een lokale verbinding gebruikt voor horizontale verbinding tussen dicht 10 1 0431 i 2 op elkaar liggende inrichtingen.In the design of an integrated submicron circuit, a local connection is formed to improve packing density. In circuit layout design, a local connection is used for horizontal connection between dense 10 1 0431 i 2 superposed devices.

Verscheidene types lokale verbindingen zijn ontwikkeld en toegepast in ontwerpen voor geïntegreerde schakelingen. Het materiaal dat wordt gebruikt voor het fabriceren van een lokale verbinding omvat hittebestendig metaalsilicide op polysilicium, 5 enkelvoudig of dubbel gedoteerd polysilicium, hittebestendig multilaags-metaal dat gedeeltelijk is omgezet in silicide, of hittebestendig metaal dat is gevormd door fysische dampdepositie (physical vapor deposition = PVD) of chemische dampdepositie (chemical vapor deposition = CVD).Several types of local connections have been developed and applied in integrated circuit designs. The material used to fabricate a topical compound includes polysilicon heat resistant metal silicide, polysilicon single or double doped polysilicon, multilayer heat resistant metal partially converted to silicide, or heat vapor deposited metal (physical vapor deposition). PVD) or chemical vapor deposition (CVD).

Figuren 1A-1D tonen een conventioneel proces voor het fabriceren van een lokale 10 verbinding. In figuur IA is een halfgeleidersubstraat 10 verschaft waarin een ondiepe geulisolatie 11 is gevormd. Een gateoxidelaag 12 is gevormd op het substraat 10, en een eerste gate-elektrode 13 en een tweede gate-elektrode 14 zijn gevormd op de gateoxidelaag 12. Een afstandsstuk 15 is gevormd op elke zijwand van de eerste gate-elektrode 13 en de tweede gate-elektrode 14. Een verlengingsoppervlak van de 15 elektroden 13 en 14 is blootgelaten. Het materiaal van de eerste gate-elektrode 13 en de tweede gate-elektrode 14 omvat gedoteerd polysilicium, terwijl het materiaal van het afstandsstuk 15 siliciumoxide omvat.Figures 1A-1D show a conventional local compound manufacturing process. In Figure 1A, a semiconductor substrate 10 in which a shallow trench insulation 11 is formed. A gate oxide layer 12 is formed on the substrate 10, and a first gate electrode 13 and a second gate electrode 14 are formed on the gate oxide layer 12. A spacer 15 is formed on each side wall of the first gate electrode 13 and the second gate electrode 14. An extension surface of the electrodes 13 and 14 is exposed. The material of the first gate electrode 13 and the second gate electrode 14 comprises doped polysilicon, while the material of the spacer 15 comprises silicon oxide.

In figuur 1B is een zeifuitgelijnde silicide-(salicide)-laag 16 gevormd op het blootgelaten oppervlak van de eerste gate-elektrode 13, het blootgelaten oppervlak van de 20 tweede gate-elektrode 14, en het blootgelaten substraat 10. In een conventioneel proces voor het vormen van salicide wordt een metaallaag, bijvoorbeeld een titaanlaag met een dikte van circa 200-1000 A, gevormd over het oppervlak van het substraat 10 door middel van gelijkstroom-magnetronsputteren. Onder een hoge temperatuur reageert de metaallaag met het polysicilium van de eerste en tweede gate-elektroden 13, 14 en het 25 silicium van het blootgelaten substraat 10 en wordt getransformeerd in een metaalsilicidelaag 16, bijvoorbeeld titaansilicide (TiSÏ2). De resterende metaallaag, die geen silicide vormt, wordt dan verwijderd.In Figure 1B, a silicon-aligned (salicide) layer 16 is formed on the exposed surface of the first gate electrode 13, the exposed surface of the second gate electrode 14, and the exposed substrate 10. In a conventional process for forming salicide, a metal layer, for example a titanium layer having a thickness of about 200-1000 A, is formed over the surface of the substrate 10 by means of direct current microwave sputtering. Under a high temperature, the metal layer reacts with the polysilicon of the first and second gate electrodes 13, 14 and the silicon of the exposed substrate 10 and is transformed into a metal silicide layer 16, for example titanium silicide (TiS 2). The remaining metal layer, which does not form a silicide, is then removed.

In figuur 1C is een titaannitridelaag 17a gevormd over het oppervlak van het substraat 10 door middel van reactief sputteren. Een fotolaklaag 18 wordt gevormd en 30 van een patroon voorzien om de tweede gate-elektrode 14 en circa de helft van het gebied tussen de eerste en de tweede gate-elektroden 13,14 te bedekken.In Figure 1C, a titanium nitride layer 17a is formed over the surface of the substrate 10 by reactive sputtering. A photoresist layer 18 is formed and patterned 30 to cover the second gate electrode 14 and about half the area between the first and second gate electrodes 13,14.

In figuur 1D is het titaannitride 17a (getoond in figuur 1C) t verwijderd door etsen, met gebruikmaking van de fotolaklaag 18 als een masker. De 1 0 1 04 31 3 navolgende processen, bijvoorbeeld het verwijderen van de fotolaklaag 18, worden dan uitgevoerd om de vorming van de lokale verbinding te voltooien. Het resulterende patroon van de titaannitridelaag is aangeduid als 17b, zoals getoond in de figuur.In Figure 1D, the titanium nitride 17a (shown in Figure 1C) t has been removed by etching, using the photoresist layer 18 as a mask. The subsequent processes, for example, removing the photoresist layer 18, are then performed to complete the formation of the local compound. The resulting pattern of the titanium nitride layer is designated as 17b, as shown in the figure.

Processen zoals aanbrengen van titaannitride, vormen van patronen en etsen zijn 5 vereist· voor de bovenstaande werkwijze, waarvan het resultaat slechte bestuurbaarheid is. Er bestaat derhalve een behoefte aan een proces voor het vormen van een lokale verbinding dat eenvoudiger is en beter bestuurd kan worden. Bovendien hebben de processen uit de stand van de techniek een oneffen topografie van de inrichting tot gevolg, en dat is nadelig voor het navolgende proces. Er bestaat dus een behoefte aan een 10 proces dat leidt tot een vlakkere topografie.Processes such as titanium nitride application, patterning and etching are required for the above process, the result of which is poor controllability. Therefore, there is a need for a local connection process that is simpler and more controllable. Moreover, the prior art processes result in an uneven topography of the device, which is disadvantageous for the following process. Thus, there is a need for a process that leads to a flatter topography.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

Het is een doelstelling van de uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor 15 het fabriceren van een lokale verbinding. Een vlakke topografie op de resulterende inrichting wordt door deze werkwijze verkregen.It is an object of the invention to provide a method of fabricating a local compound. A flat topography on the resulting device is obtained by this method.

Een andere doelstelling van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het fabriceren van een lokale verbinding met een vereenvoudigd fabricageproces.Another object of the invention is to provide a method of fabricating a local connection with a simplified manufacturing process.

Deze doelstelling wordt bereikt door een werkwijze van de bij aanhef 20 gedefinieerde soort, waarbij de werkwijze de verder stap omvat van het transformeren van ten minste een deel van de hittebestendige metaaloxidelaag in een geleidende laag.This object is achieved by a method of the type defined in the preamble 20, the method comprising the further step of transforming at least a part of the heat-resistant metal oxide layer into a conductive layer.

Deze en andere doelstellingen worden bij voorkeur bereikt door het vormen van een hittebestendige metaaloxidelaag en het selectief transformeren van de hittebestendige metaaloxidelaag in een halfgeleider of een geleider met gebruikmaking van een 25 waterstofplasmabehandeling om een lokale verbinding van de getransformeerde hittebestendige metaaloxidelaag te vormen. Naast de vlakke topografie van de inrichting wordt een betere bestuurbaarheid van de fabricage verkregen.These and other objects are preferably achieved by forming a heat resistant metal oxide layer and selectively transforming the heat resistant metal oxide layer into a semiconductor or a conductor using a hydrogen plasma treatment to form a local connection of the transformed heat resistant metal oxide layer. In addition to the flat topography of the device, better controllability of the manufacture is obtained.

Een hittebestendige metaaloxidelaag wordt gevormd op een verschaft substraat. Een waterstofbehandeling wordt uitgevoerd op een zeker deel van de hittebestendige 30 metaaloxidelaag. Dit deel van de hittebestendige metaaloxidelaag wordt derhalve getransformeerd in een halfgeleider of een geleider en wordt bepaald als de lokale verbinding. De rest van de hittebestendige metaaloxidelaag wordt dan verwijderd.A heat resistant metal oxide layer is formed on a provided substrate. Hydrotreating is performed on a certain portion of the heat resistant metal oxide layer. This part of the heat resistant metal oxide layer is therefore transformed into a semiconductor or a conductor and is determined as the local connection. The rest of the heat resistant metal oxide layer is then removed.

Zowel de bovenstaande algemene beschrijving als de volgende gedetailleerde 1 01 0431 4 beschrijving dienen enkel als voorbeeld en verklaring en zijn niet beperkend voor de uitvinding.Both the above general description and the following detailed 1 01 0431 4 description are for illustrative purposes only and do not limit the invention.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN 5BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 5

Figuren IA tot en met 1D zijn dwarsdoorsneden, waarin een conventionele werkwijze voor het fabriceren van een lokale verbinding is getoond;Figures 1A to 1D are cross-sectional views showing a conventional local connection fabrication method;

Figuren 2A en 2B zijn dwarsdoorsneden, waarin een werkwijze voor het fabriceren van een lokale verbinding in een eerste voorkeursuitvoeringsvorm volgens de 10 uitvinding is getoond;Figures 2A and 2B are cross-sectional views showing a method of fabricating a local connection in a first preferred embodiment of the invention;

Figuren 3A en 3B zijn dwarsdoorsneden, waarin een werkwijze voor het fabriceren van een lokale verbinding in een tweede voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding is getoond; enFigures 3A and 3B are cross-sectional views showing a method of fabricating a local connection in a second preferred embodiment of the invention; and

Figuren 4A en 4B zijn dwarsdoorsneden, waarin een werkwijze voor het 15 fabriceren van een lokale verbinding in een tweede voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding is getoond.Figures 4A and 4B are cross-sectional views showing a method of fabricating a local connection in a second preferred embodiment of the invention.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVINGDETAILED DESCRIPTION

20 Hittebestendig metaaloxide, zoals titaanoxide (T1O2), tantaaloxide (T^Os), ijzeroxide ^2()3) en bariumtitaanoxide (BaTiCL) is een soort isolator die een zeer brede bandafstand heeft. Door middel van een waterstofbehandeling wordt waterstof ingebracht in roostertussenplaatsen in de atoomstructuur of lege roosterplaatsen van zuurstof in het hittebestendige metaaloxide, zodat de roostertussenplaatsen en de lege roosterplaatsen 25 niet worden bezet door zuurstof in het navolgende proces. Er wordt gemeend dat waterstofplasmabehandeling of waterstofwarmtebehandeling geschikt voor deze waterstofbehandeling is, hoewel andere procedures ook kunnen werken. In eenvoudigere bewoordingen, de lege roosterplaatsen van zuurstof zijn verscheidene lokaties waarop zuurstof in het hittebestendige metaaloxide kan zijn aangebracht. De 30 waterstofbehandeling verhindert dat een aantal van deze lokaties waar zuurstof kan worden aangebracht worden bezet door zuurstof. Er wordt gemeend dat in het hittebestendige metaaloxide het zuurstofgehalte een sleutelfactor is die het geleidingsvermogen bepaalt. Er wordt gemeend dat met een lager zuurstofgehalte het 101 04 31 5 hittebestendige metaaloxide karakteristieken heeft die dicht bij een metaal liggen. Daarentegen wordt gemeend dat met een hoger zuurstofgehalte het hittebestendige metaaloxide geleidende karakteristieken heeft die dicht bij een isolator liggen. Dat wil zeggen, het hittebestendige metaaloxide met een lager zuurstofgehalte heeft een hoger 5 geleidingsvermogen, terwijl het hittebestendige metaaloxide met een hoger zuurstofgehalte een lager geleidingsvermogen heeft. Verder wordt gemeend dat sommige zuurstofatomen in het hittebestendige metaaloxide zelfs worden verdreven en vervangen door de waterstofatomen. Het reagerende mechanisme van het verdrijven van zuurstof is als volgt weergegeven: 10 O2 —> 1/2 O2 + 2eHeat resistant metal oxide, such as titanium oxide (T1O2), tantalum oxide (T ^ Os), iron oxide ^ 2 () 3) and barium titanium oxide (BaTiCL) is a kind of insulator that has a very wide band gap. By means of a hydrotreating process, hydrogen is introduced into lattice intermediates in the atomic structure or empty lattice sites of oxygen in the heat resistant metal oxide, so that the lattice intermediates and the empty lattice sites are not occupied by oxygen in the subsequent process. Hydrogen plasma treatment or hydrogen heat treatment is believed to be suitable for this hydrogen treatment, although other procedures may also work. In simpler terms, the empty oxygen lattice sites are several locations at which oxygen may be deposited in the heat resistant metal oxide. The hydrogen treatment prevents some of these locations where oxygen can be applied from being occupied by oxygen. It is believed that in the heat resistant metal oxide, the oxygen content is a key factor determining conductivity. It is believed that with a lower oxygen content, the 101 04 31 5 has heat resistant metal oxide characteristics close to a metal. In contrast, with a higher oxygen content, it is believed that the heat resistant metal oxide has conductive characteristics close to an insulator. That is, the heat-resistant metal oxide with a lower oxygen content has a higher conductivity, while the heat-resistant metal oxide with a higher oxygen content has a lower conductivity. Furthermore, it is believed that some oxygen atoms in the heat-resistant metal oxide are even expelled and replaced by the hydrogen atoms. The reactive mechanism of expelling oxygen is shown as follows: 10 O2 -> 1/2 O2 + 2e

Zoals getoond aan de hand van het bovenstaande mechanisme worden, wanneer 15 een zuurstofmolecule is verdreven of vervangen, twee molen elektronen geproduceerd. Deze elektronen zijn mobiele geladen ladingdragers die het geleidingsvermogen van de hittebestendige metaaloxidelaag verhogen. Met deze mobiele elektronen wordt het hittebestendige metaaloxide getransformeerd van een isolator tot een n-type-halfgeleider. Als een voldoende hoeveelheid zuurstof in het hittebestendige metaaloxide wordt 20 verdreven of vervangen door waterstof, wordt een grote hoeveelheid elektronen geproduceerd. Het hittebestendige metaaloxide kan zelfs worden getransformeerd van een isolator in een geleider.As shown by the above mechanism, when an oxygen molecule is expelled or replaced, two moles of electrons are produced. These electrons are mobile charged charge carriers that increase the conductivity of the heat-resistant metal oxide layer. With these mobile electrons, the heat-resistant metal oxide is transformed from an insulator into an n-type semiconductor. When a sufficient amount of oxygen in the heat-resistant metal oxide is expelled or replaced with hydrogen, a large amount of electrons are produced. The heat resistant metal oxide can even be transformed from an insulator into a conductor.

Het geleidingsvermogen van het hittebestendige metaaloxide hangt ervan af hoeveel zuurstof is verdreven of vervangen. Bovendien varieert het geleidingsvermogen 25 van het hittebestendige metaaloxide met de hoeveelheid elektronen die worden geproduceerd door het verdrijven van zuurstof. Met gebruikmaking van waterstofplasmabehandeling of waterstofwarmtebehandeling kan het zuurstofgehalte in het hittebestendige metaaloxide worden bestuurd of ingesteld. Derhalve kan het geleidingsvermogen of de weerstand van het hittebestendige metaaloxide worden 30 ingesteld op een vooraf bepaald niveau. Hoe meer de waterstofbehandeling het zuurstofgehalte verlaagt, des te groter het geleidingsvermogen en des te lager de weerstand zijn.The conductivity of the heat resistant metal oxide depends on how much oxygen has been expelled or replaced. In addition, the conductivity of the heat-resistant metal oxide varies with the amount of electrons produced by expelling oxygen. Using hydrogen plasma treatment or hydrogen heat treatment, the oxygen content in the heat resistant metal oxide can be controlled or adjusted. Therefore, the conductivity or resistance of the heat resistant metal oxide can be adjusted to a predetermined level. The more the hydrogen treatment reduces the oxygen content, the greater the conductivity and the lower the resistance.

De werkwijze voor het inbrengen van waterstof in het hittebestendige metaaloxide 1010431 6 voor het instellen van het geleidingsvermogen is in meer detail beschreven in "Semiconductor Electrodes for Photoelectrolysis, p. 151, State University of New York, 1982" door Fu-Tai Liou, "Solid Electro-chemical Modification of Semiconductors, Solid State Comm., vol. 43, nr. 8, pagina's 633-636 door C.Y. Yang et al" en "Photo-5 electrolysis at Fe203/Ti02 Heterojunction Electrode, Journal of the Electrochemical Society, vol. 129, nr. 2, pagina's 342-345, 1982" door Fu-Tai Liou, waarbij elk hiervan volledig bij wijze van verwijzing is opgenomen.The method of introducing hydrogen into the heat resistant metal oxide 1010431 6 for conductivity adjustment is described in more detail in "Semiconductor Electrodes for Photoelectrolysis, p. 151, State University of New York, 1982" by Fu-Tai Liou, " Solid Electro-chemical Modification of Semiconductors, Solid State Comm., Vol. 43, no. 8, pages 633-636 by CY Yang et al "and" Photo-5 electrolysis at Fe203 / Ti02 Heterojunction Electrode, Journal of the Electrochemical Society, vol. 129, No. 2, pages 342-345, 1982 "by Fu-Tai Liou, each of which is fully incorporated by reference.

Figuren 2A en 2B tonen een werkwijze voor het fabriceren van een lokale verbinding in een eerste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.Figures 2A and 2B show a method of fabricating a local connection in a first embodiment of the invention.

10 hl figuur 2A is een halfgeleidersubstraat 200 met een halfgeleiderinrichting 201 en een isolatiestructuur 202 verschaft. In deze uitvoeringsvorm is een substraat 200 met een MOS-inrichting 201 en een veldoxidelaag 202 verschaft als een voorbeeld; andere inrichtingen dan de MOS-inrichting 201 kunnen eveneens worden gebruikt. Wanneer het substraat meer dan één inrichting omvat, worden deze inrichtingen geïsoleerd door 15 isolatiestructuren. Een hittebestendige metaaloxidelaag 203, bijvoorbeeld een Ti02 laag, een Ta205 laag, een Fe203 laag, een BaTiOa laag, of elke willekeurige combinatie van deze lagen, is gevormd over een oppervlak van het substraat 200 en elke willekeurige vormingen daarop.Figure 2A provides a semiconductor substrate 200 with a semiconductor device 201 and an insulating structure 202. In this embodiment, a substrate 200 with a MOS device 201 and a field oxide layer 202 is provided as an example; devices other than MOS device 201 may also be used. When the substrate comprises more than one device, these devices are insulated by insulating structures. A heat resistant metal oxide layer 203, for example, a TiO 2 layer, a Ta 2 O 5 layer, a Fe 2 O 3 layer, a BaTiOa layer, or any combination of these layers, is formed over a surface of the substrate 200 and any formations thereon.

In figuur 2B is een maskerlaag 204 gevormd om een deel van de hittebestendig 20 metaaloxidelaag 203 te bedekken. Het deel van de hittebestendige metaaloxidelaag 203 dat is bedekt door de maskerlaag 204 is in deze figuur aangeduid als 203b, terwijl het blootgelaten deel van de hittebestendige metaaloxidelaag is aangeduid als 203a. Met gebruikmaking van de maskerlaag 204 als een masker, of als een diffiisiesperlaag, wordt een waterstofplasmabehandeling of een waterstofwarmtebehandeling uitgevoerd om het 25 geleidingsvermogen van de hittebestendige metaaloxidelaag 203a te verbeteren. Het blootgelaten hittebestendige metaaloxide 203a wordt van een isolator in een halfgeleider of zelfs een geleider getransformeerd.In Figure 2B, a mask layer 204 is formed to cover a portion of the heat resistant metal oxide layer 203. The portion of the heat resistant metal oxide layer 203 covered by the mask layer 204 is designated 203b in this figure, while the exposed portion of the heat resistant metal oxide layer is designated 203a. Using the mask layer 204 as a mask, or as a diffusion barrier, a hydrogen plasma treatment or a hydrogen heat treatment is performed to improve the conductivity of the heat resistant metal oxide layer 203a. The exposed heat resistant metal oxide 203a is transformed from an insulator into a semiconductor or even a conductor.

Figuren 3A en 3B tonen een werkwijze voor het fabriceren van een lokale verbinding in een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.Figures 3A and 3B show a method of fabricating a local connection in a second embodiment of the invention.

30 In figuur 3 A is een halfgeleidersubstraat 300 met een halfgeleiderinrichting 301 en een isolatiestructuur 302 verschaft. In deze uitvoeringsvorm is een substraat 300 met een MOS-inrichting 301 en een veldoxidelaag 302 verschaft als een voorbeeld. Een hittebestendige metaaloxidelaag die een patroon omvat van twee delen die zijn aangeduid 1 01 04 31 7 als 303a en 303b is gevormd over het substraat 300. De hittebestendige metaaloxidelagen 303a en 303b zijn gevormd van materiaal zoals een T1O2 laag, een Ta20s laag, een Fe203 laag, een BaTiC>3 laag, of elke willekeurige combinatie van deze lagen door middel van fotolithografie en etsen.In Figure 3A, a semiconductor substrate 300 with a semiconductor device 301 and an insulating structure 302 is provided. In this embodiment, a substrate 300 with a MOS device 301 and a field oxide layer 302 is provided as an example. A heat resistant metal oxide layer comprising a pattern of two parts designated 1 01 04 31 7 as 303a and 303b is formed over the substrate 300. The heat resistant metal oxide layers 303a and 303b are formed of material such as a T1O2 layer, a Ta20s layer, a Fe203 layer, a BaTiC> 3 layer, or any combination of these layers by photolithography and etching.

5 -In figuur 3B is een maskerlaag 304 gevormd om een deel van de hittebestendige metaaloxidelaag 303a en 303b te bedekken. Ter illustratie is de hittebestendige metaaloxidelaag 303b bedekt. Met gebruikmaking van de maskerlaag 304 als een masker, of als een difïiisiesperlaag, wordt een waterstofplasmabehandeling of een waterstofwarmtebehandeling uitgevoerd om het blootgelaten deel van de hittebestendige 10 metaallaag 303a in een halfgeleider of een geleider te transformeren. Met de bescherming door de maskerlaag 304 wordt de hittebestendige metaallaag 303b gehandhaafd als een isolator, zoals het was voor de behandeling.In Figure 3B, a mask layer 304 is formed to cover part of the heat resistant metal oxide layers 303a and 303b. For illustrative purposes, the heat resistant metal oxide layer 303b is covered. Using the mask layer 304 as a mask, or as a diffusion barrier, a hydrogen plasma treatment or a hydrogen heat treatment is performed to transform the exposed portion of the heat resistant metal layer 303a into a semiconductor or a conductor. With the protection by the mask layer 304, the heat resistant metal layer 303b is maintained as an insulator as it was before the treatment.

In figuur 4A is een halfgeleidersubstraat 400 met een halfgeleiderinrichting 401 en een isolatiestructuur 402 verschaft. In deze uitvoeringsvorm is een substraat 400 met een 15 MOS 401 en een veldoxidelaag 402 verschaft als een voorbeeld. Een hittebestendige metaaloxidelaag 403 is gevormd over het substraat 400. De hittebestendige metaaloxidelaag 403 is gevormd van materiaal zoals een Ti02 laag, een Ta20s laag, een Fe203 laag, een BaTi03 laag, of elke willekeurige combinatie van deze lagen door middel van fotolithografie en etsen.In Figure 4A, a semiconductor substrate 400 with a semiconductor device 401 and an insulating structure 402 is provided. In this embodiment, a substrate 400 with a MOS 401 and a field oxide layer 402 is provided as an example. A heat resistant metal oxide layer 403 is formed over the substrate 400. The heat resistant metal oxide layer 403 is formed of material such as a TiO 2 layer, a Ta 2 O 3 layer, a Fe 2 O 3 layer, a BaTiO 3 layer, or any combination of these layers by photolithography and etching.

20 In figuur 4B is, met gebruikmaking van waterstofplasma- of waterstofwarmtebehandeling, de hittebestendige metaaloxidelaag 403 getransformeerd in een halfgeleider of een geleider.In Figure 4B, using hydrogen plasma or hydrogen heat treatment, the heat resistant metal oxide layer 403 is transformed into a semiconductor or a conductor.

In de drie uitvoeringsvormen die hierboven zijn vermeld is de lokale verbinding gevormd door het transformeren van tenminste een deel van de hittebestendige 25 metaaloxidelaag in een halfgeleider of een geleider. De lokale verbindingen kunnen, omdat ze een halfgeleider of een geleider zijn, zonder een aanvullende geleidende laag te vormen, worden gebruikt voor het elektrisch verbinden van elke willekeurige twee elektroden zoals gate- en drain-elektroden of gate- en source-elektroden, of voor het elektrisch verbinden van dezelfde elektroden van verschillende inrichtingen met een goed 30 geleidingsvermogen.In the three embodiments mentioned above, the local connection is formed by transforming at least a portion of the heat resistant metal oxide layer into a semiconductor or a conductor. The local connections, because they are a semiconductor or a conductor, without forming an additional conductive layer, can be used to electrically connect any two electrodes such as gate and drain electrodes or gate and source electrodes, or electrically connecting the same electrodes from different devices with good conductivity.

Bij de fabricagewerkwijze voor het vormen van een lokale verbinding volgens de uitvinding is, aangezien de lokale verbinding is getransformeerd in een halfgeleider of een geleider, een aanvullende geleidende laag, bijvoorbeeld een salicidelaag, niet nodig 10 1 04 31 8 om een goede elektrische verbinding tussen elektroden of inrichtingen te verkrijgen. Zonder de vorming van de aanvullende geleidende laag wordt een vlakkere topografie verkregen vergeleken met de lokale verbinding die is gevormd door het proces uit de stand van de techniek. De vlakke topografie is voordelig voor het navolgende proces om 5 de fabricage van een inrichting te bewerkstelligen. Met een vlakke topografie wordt tijdens het blootleggen bijvoorbeeld een betere uitrichting verkregen. Bovendien is de werkwijze vereenvoudigd vergeleken met de conventionele werkwijze, en daarom wordt een betere bestuurbaarheid verkregen.In the manufacturing method for forming a local connection according to the invention, since the local connection has been transformed into a semiconductor or a conductor, an additional conductive layer, for example a salicide layer, is not necessary to ensure a good electrical connection between obtain electrodes or devices. Without the formation of the additional conductive layer, a flatter topography is obtained compared to the local compound formed by the prior art process. The flat topography is advantageous for the subsequent process of effecting the fabrication of a device. For example, a flat topography provides better alignment during exposure. In addition, the method is simplified compared to the conventional method, and therefore better controllability is obtained.

Er is derhalve een werkwijze verschaft voor het veranderen van het 10 geleidingsvermogen van een hittebestendige metaaloxidelaag door waterstofbehandeling. Terwijl verscheidene verhogingen van het geleidingsvermogen gebruikt kunnen worden, is de verhoging bij voorkeur voldoende om het behandelde gebied te transformeren in een halfgeleider, of zelfs een geleider, die geschikt is voor gebruik als een lokale verbinding. Het proces resulteert in componenten die een vlakkere topografie en 15 verbeterde en consistenter bestuurde parameters heeft.Accordingly, there is provided a method of changing the conductivity of a heat resistant metal oxide layer by hydrotreating. While several increases in conductivity can be used, the increase is preferably sufficient to transform the treated area into a semiconductor, or even a conductor, suitable for use as a local connection. The process results in components that have a flatter topography and 15 improved and more consistently controlled parameters.

Andere uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen de vakman duidelijk worden door beschouwing van de specificatie en praktijk van de uitvinding die hier is geopenbaard. Het is de bedoeling dat de specificatie en voorbeelden slechts als voorbeeld worden beschouwd, waarbij de ware reikwijdte en geest van de uitvinding worden 20 aangegeven door de volgende conclusies.Other embodiments of the invention will become apparent to those skilled in the art upon consideration of the specification and practice of the invention disclosed herein. The specification and examples are intended to be considered exemplary only, the true scope and spirit of the invention being indicated by the following claims.

10 1 043 110 1 043 1

Claims (16)

1. Werkwijze voor het vormen van een lokale verbinding op een substraat, waarbij de werkwijze de stap omvat van: 5 -het vormen van een hittebestendige metaaloxidelaag op het substraat; gekenmerkt door de verdere stap van: het transformeren van tenminste een deel van de hittebestendige metaaloxidelaag (203; 303; 403) in een geleidende laag (203a; 303a).A method of forming a local compound on a substrate, the method comprising the step of: 5-forming a heat resistant metal oxide layer on the substrate; characterized by the further step of: transforming at least a portion of the heat resistant metal oxide layer (203; 303; 403) into a conductive layer (203a; 303a). 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de geleidende laag (203a; 303a) een 10 halfgeleider omvat.The method of claim 1, wherein the conductive layer (203a; 303a) comprises a semiconductor. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de geleidende laag (203a; 303a) een geleider omvat.The method of claim 1, wherein the conductive layer (203a; 303a) comprises a conductor. 4. Werkwijze volgen conclusie 1, waarbij de stap van het transformeren van de hittebestendige metaaloxidelaag (203; 303; 403) een waterstofbehandeling omvat.The method of claim 1, wherein the step of transforming the heat resistant metal oxide layer (203; 303; 403) comprises hydrotreating. 5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij de waterstofbehandeling een waterstofplasmabehandeling omvat.The method of claim 4, wherein the hydrogen treatment comprises a hydrogen plasma treatment. 6. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij de waterstofbehandeling een waterstofwarmtebehandeling omvat.The method of claim 4, wherein the hydrogen treatment comprises a hydrogen heat treatment. 7. Werkwijze volgens conclusie 1, omvattende de verdere stap van het vormen 20 van tenminste een halfgeleiderinrichting (201; 301; 401) op het substraat (200; 300; 400) vóór het vormen van de hittebestendige metaaloxidelaag (203; 303; 403).The method of claim 1, comprising the further step of forming at least one semiconductor device (201; 301; 401) on the substrate (200; 300; 400) before forming the heat resistant metal oxide layer (203; 303; 403) . 8. Werkwijze volgens conclusie 1, omvattende de verdere stap van het vormen van een veelheid halfgeleiderinrichtingen (201; 301; 401) op het substraat (200; 300; 400) vóór de vorming van de hittebestendige metaaloxidelaag (203; 303; 403), waarbij 25 een veelheid isolatiestructuren (202; 302; 402) wordt gevormd om de halfgeleiderinrichtingen (201; 301; 401) te isoleren.The method of claim 1, comprising the further step of forming a plurality of semiconductor devices (201; 301; 401) on the substrate (200; 300; 400) before forming the heat resistant metal oxide layer (203; 303; 403), wherein a plurality of insulating structures (202; 302; 402) are formed to isolate the semiconductor devices (201; 301; 401). 9. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de hittebestendige metaaloxidelaag (203; 303; 403) tenminste één van een T1O2 laag, een Ta2C>5 laag, een Fe203 laag en een BaTiOa laag omvat.The method of claim 1, wherein the heat resistant metal oxide layer (203; 303; 403) comprises at least one of a T1O2 layer, a Ta2C> 5 layer, a Fe2O3 layer and a BaTiOa layer. 10. Werkwijze volgens conclusie 1, omvattende de stap van het vormen van en aanbrengen van een patroon in een maskerlaag (204; 304) om het deel van de hittebestendige metaaloxidelaag (203; 303; 403) bloot te laten vóór het uitvoeren van de waterstofbehandeling. 1 01 0431The method of claim 1, comprising the step of forming and patterning a mask layer (204; 304) to expose the portion of the heat resistant metal oxide layer (203; 303; 403) before performing the hydrotreating . 1 01 0431 11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij de maskerlaag een diffusiesperlaag omvat.The method of claim 10, wherein the mask layer comprises a diffusion barrier. 12. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het deel van de hittebestendige metaaloxidelaag (203; 303; 403) een verminderd zuurstofgehalte heeft na de 5 waterstofbehandeling.The method of claim 1, wherein the portion of the heat resistant metal oxide layer (203; 303; 403) has a reduced oxygen content after the hydrogen treatment. 13. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij een veelheid elektronen wordt geproduceerd door het uitvoeren van de waterstofbehandeling.The method of claim 1, wherein a plurality of electrons are produced by performing the hydrotreating. 14. Werkwijze volgens conclusie 1, omvattende de stap van het gebruik van het deel van de hittebestendige metaaloxidelaag (203a; 303a) met het verhoogde 10 geleidingsvermogen als de lokale verbinding.The method of claim 1, comprising the step of using the portion of the heat resistant metal oxide layer (203a; 303a) with the increased conductivity as the local compound. 15. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij de lokale verbinding een vlakke topografie heeft.The method of claim 11, wherein the local connection has a planar topography. 16. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de werkwijze de verdere stappen omvat van: 15 het verwijderen van een deel van de hittebestendige metaaloxidelaag (203; 303; 403. vóór het uitvoeren van waterstofbehandeling op de resterende hittebestendige metaaloxidelaag. 101 04 31The method of claim 1, the method comprising the further steps of: removing a portion of the heat resistant metal oxide layer (203; 303; 403) before performing hydrotreating on the remaining heat resistant metal oxide layer. 101 04 31
NL1010431A 1998-07-06 1998-10-29 Method of manufacturing a local connection. NL1010431C2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9822665A GB2342775B (en) 1998-07-06 1998-10-16 Method fabricating local interconnect
JP10304328A JP2000021886A (en) 1998-07-06 1998-10-26 Method of forming local interconnect
FR9813429A FR2780811A1 (en) 1998-07-06 1998-10-27 METHOD FOR MANUFACTURING A LOCAL INTERCONNECTION
DE19849745A DE19849745A1 (en) 1998-07-06 1998-10-28 Local connection production method on a substrate e.g. in the production of complex circuits such as microprocessors
NL1010431A NL1010431C2 (en) 1998-07-06 1998-10-29 Method of manufacturing a local connection.

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW87110878 1998-07-06
TW087110878A TW396570B (en) 1998-07-06 1998-07-06 Method for forming semiconductor local interconnect
GB9822665A GB2342775B (en) 1998-07-06 1998-10-16 Method fabricating local interconnect
GB9822665 1998-10-16
NL1010431 1998-10-29
NL1010431A NL1010431C2 (en) 1998-07-06 1998-10-29 Method of manufacturing a local connection.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1010431C2 true NL1010431C2 (en) 2000-05-03

Family

ID=27269518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1010431A NL1010431C2 (en) 1998-07-06 1998-10-29 Method of manufacturing a local connection.

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2000021886A (en)
DE (1) DE19849745A1 (en)
FR (1) FR2780811A1 (en)
GB (1) GB2342775B (en)
NL (1) NL1010431C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10219361B4 (en) * 2002-04-30 2008-04-30 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale A semiconductor device having an improved local interconnect structure and a method of making such an element

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01196819A (en) * 1988-02-02 1989-08-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of semiconductor integrated circuit device
US4931411A (en) * 1985-05-01 1990-06-05 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit process with TiN-gate transistor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4039698A (en) * 1976-01-23 1977-08-02 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Method for making patterned platinum metallization
FR2398385A1 (en) * 1977-07-22 1979-02-16 Thomson Csf Converting dielectric material to (semi)conductive material - by heat treating in a plasma, esp. created by HF alternating electromagnetic field
US4557036A (en) * 1982-03-31 1985-12-10 Nippon Telegraph & Telephone Public Corp. Semiconductor device and process for manufacturing the same
CA1176115A (en) * 1982-05-28 1984-10-16 Cornelis Blaauw Method of preparing ti0.sub.2 thick film photoanodes for photoelectrochemical cells
JPH05243178A (en) * 1991-10-03 1993-09-21 Hewlett Packard Co <Hp> Method for forming connector for semiconductor integrated circuit
JPH088225B2 (en) * 1991-12-17 1996-01-29 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション Improved local interconnect for semiconductors.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4931411A (en) * 1985-05-01 1990-06-05 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit process with TiN-gate transistor
JPH01196819A (en) * 1988-02-02 1989-08-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of semiconductor integrated circuit device

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARDAKANI H K: "Electrical and optical properties of in situ "hydrogen-reduced" titanium dioxide thin films deposited by pulsed excimer laser ablation", THIN SOLID FILMS, 15 AUG. 1994, SWITZERLAND, vol. 248, no. 2, pages 234 - 239, XP000467783, ISSN: 0040-6090 *
BOS A A ET AL: "FORMATION OF TISI2 FROM TITANIUM AND AMORPHOUS SILICON LAYERS FOR LOCAL INTERCONNECT TECHNOLOGY", THIN SOLID FILMS, vol. 197, no. 1 / 02, 10 March 1991 (1991-03-10), pages 169 - 178, XP000176989, ISSN: 0040-6090 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 013, no. 493 (E - 842) 8 November 1989 (1989-11-08) *

Also Published As

Publication number Publication date
GB9822665D0 (en) 1998-12-09
GB2342775A (en) 2000-04-19
GB2342775B (en) 2000-12-27
JP2000021886A (en) 2000-01-21
FR2780811A1 (en) 2000-01-07
DE19849745A1 (en) 2000-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100636856B1 (en) WLSI MOOS with high dielectric constant gate insulating film
US6103621A (en) Silicide process for mixed mode product with dual layer capacitor which is protected by a capacitor protective oxide during silicidation of FET device
US7981761B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device having MIM capacitor
JP4002647B2 (en) Thin film capacitor manufacturing method for semiconductor device
JP2003519434A (en) Method for manufacturing a semiconductor component
KR0175030B1 (en) High heat-resistant metal wiring structure of semiconductor device and method of forming the same
KR100564626B1 (en) Large capacity MIM capacitors and manufacturing method
US6238964B1 (en) Method of fabricating a capacitor in a semiconductor device
KR100227070B1 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
NL1010431C2 (en) Method of manufacturing a local connection.
KR100253270B1 (en) Method for fabricating a self-aligned stacked capacitor of semiconductor device
KR20000027908A (en) Method for manufacturing an embedded dram
US6156634A (en) Method of fabricating local interconnect
US7501291B2 (en) Process for fabricating an integrated circuit including a capacitor with a copper electrode
KR100474589B1 (en) Capacitor Manufacturing Method
KR100648740B1 (en) Gate structure for transistor and manufacturing method thereof
JP2000307069A (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6730616B2 (en) Versatile plasma processing system for producing oxidation resistant barriers
KR100223831B1 (en) Method of manufacturing a capacitor
KR0148503B1 (en) Capacitor of semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20000027907A (en) Manufacturing method of local interconnection
JPH07107926B2 (en) Method for manufacturing semiconductor capacitive element
US7364968B2 (en) Capacitor in semiconductor device and manufacturing method
TWI492365B (en) Metal-insulator-metal capacitor structure
KR20000027906A (en) Method for manufacturing resistor in integrated circuits

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20030501