JP5186489B2 - デュアル配線型集積回路チップ - Google Patents
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Description
本発明の第12の態様は、金属シリサイド層が白金シリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド又はニッケルシリサイドを含む、第3の態様である。
本発明の第20の態様は、金属シリサイドが白金シリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド又はニッケルシリサイドを含む、第11の態様である。
本発明の第23の態様は、1つ又は複数の第2配線レベルを形成するステップの後にハンドル基板を取り除くステップをさらに含む、第20の態様である。
シングル・ダマシン・プロセス及びデュアル・ダマシン・プロセスにおいてトレンチを形成するのに用いられるエッチングは、好都合に反応性イオン・エッチング(RIE)とすることができる。
図11及び図12は、上記の相違点を除いて、それぞれ図2及び図3と本質的に同じである。
図14は、上記の相違点を除いて図5と本質的に同じである。
105:シリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板
110:シリコン基板
115:埋込み酸化物層(BOX)
120:単結晶シリコン層
125:トレンチ分離
130:電界効果トランジスタ(FET)
135:ソース/ドレイン
136:完全シリサイド化ソース/ドレイン
140:チャネル領域
145:多結晶シリコン・ゲート
146:ダミー・ゲート
148:完全シリサイド化ゲート
149:完全シリサイド化ダミー・ゲート
150:高濃度ドープ・シリコン領域、コンタクト
152、153,154:導電性金属シリサイド層
155:プリメタル誘電体層(PMD)
156:完全シリサイド化コンタクト
160A、160B:コンタクト
165、175、185、165A、175A、185A:層間誘電体層(ILD)
170、180、170A、180A:導電性デュアル・ダマシン配線
190、190A:導電性デュアル・ダマシンI/Oパッド
195、195A:保護層
200、200A:ハンドル・ウェハ
205、210、215、220:裏面コンタクト
Claims (21)
- 半導体構造体を製造する方法であって、
1つ又は複数のデバイスを、上部シリコン層と下部シリコン層の間に埋込み酸化物層を有し、且つ、前記上部シリコン層の上面にプリメタル誘電体層を有するシリコン・オン・インシュレータ基板内に、形成するステップと、
前記プリメタル誘電体層の上面に1つ又は複数の第1配線レベルを形成するステップであって、前記第1配線レベルの各々の配線レベルは対応する誘電体層内に導電性ワイヤを含む、ステップと、
前記基板から前記下部シリコン層を除去して、前記埋込み酸化物層の底面を露出させるステップと、
前記デバイスへの第1導電性コンタクトを形成するステップであって、1つ又は複数の前記第1導電性コンタクトは前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記デバイスまで延び、前記第1配線レベルの最下層の配線レベルの1つ又は複数のワイヤは前記第1導電性コンタクトと物理的且つ電気的に接触する、ステップと、
前記デバイスへの第2導電性コンタクトを形成するステップであって、1つ又は複数の前記第2導電性コンタクトは前記埋込み酸化物層の前記底面から前記デバイスまで延びる、ステップと、
前記埋込み酸化物層の上に1つ又は複数の第2配線レベルを形成するステップであって、前記第2配線レベルの各々の配線レベルは対応する誘電体層内に導電性ワイヤを含み、前記第2配線レベルの最下層の配線レベルの1つ又は複数のワイヤは前記第2導電性コンタクトと物理的且つ電気的に接触する、ステップと
を含み、
前記デバイスは、前記上部シリコン層内に形成されたソース/ドレインと、前記上部シリコン層の上に形成され、ゲート誘電体層によって前記上部シリコン層から分離されたゲート電極とを備える電界効果トランジスタを含み、
前記1つ又は複数のデバイスを前記形成するステップは、前記ソース/ドレイン及び前記ゲート電極の上面に導電性金属シリサイド層を形成するステップを含み、
さらに、前記上部シリコン層の領域内に、前記上部シリコン層の前記上面から前記埋込み酸化物層まで延びる誘電体トレンチ分離を形成するステップを含み、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記トレンチ分離まで延びて前記第2導電性コンタクトの対応するコンタクトに物理的且つ電気的に接触し、前記対応するコンタクトは、前記埋込み酸化物層の前記底面から前記トレンチ分離を貫通して延び、
前記トレンチ分離上の前記プリメタル誘電体層内に1つ又は複数のダミー・ゲート電極を形成するステップをさらに含み、
前記導電性金属シリサイド層を形成する前記ステップは、前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の上面に前記導電性金属シリサイド層を形成するステップをさらに含み、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の対応するダミー・ゲート電極の前記導電性金属シリサイド層まで延び、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記埋込み酸化物層の前記底面から、前記トレンチ分離を貫通し、前記ダミー・ゲート電極の下に形成されたゲート誘電体層を貫通し、前記ダミー・ゲート電極を貫通して、前記対応するダミー・ゲート電極上の前記導電性金属シリサイド層まで延びる、
方法。 - 少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から対応するゲート電極上の前記導電性金属シリサイド層まで延びる、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から対応するソース/ドレイン上の前記導電性金属シリサイド層まで延びる、請求項1に記載の方法。
- 前記上部シリコン層内に1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域を形成するステップと、前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の上面に前記導電性金属シリサイド層を形成するステップとをさらに含み、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から、前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の対応するシリコン・コンタクト領域上の前記導電性金属シリサイド層まで延び、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記埋込み酸化物層の前記底面から、前記上部シリコン層を貫通して、前記対応するシリコン・コンタクト領域上の前記導電性金属シリサイド層まで延びる、
請求項1に記載の方法。 - 対応するソース/ドレインの上の前記埋込み酸化物内に開口部を形成して、前記ソース/ドレインの底面を露出させるステップと、
前記ソース/ドレインの前記底面の上の前記開口部内に金属層を堆積させるステップと、
前記ソース/ドレイン内に金属シリサイド領域を形成するステップであって、前記金属シリサイド領域は前記ソース/ドレインの前記底面から前記ソース/ドレイン領域の前記上面の前記導電性金属シリサイド層まで延びる、ステップと
をさらに含み、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記金属シリサイド領域まで延びてそれと電気的に接触する、
請求項1に記載の方法。 - 少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記埋込み酸化物層の前記底面から前記上部シリコン層を貫通して対応するソース/ドレイン上の前記導電性金属シリサイド層まで延びる、請求項1に記載の方法。
- 前記導電性金属シリサイド層は、白金シリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、又はニッケルシリサイドを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1及び第2配線レベルの前記対応する誘電体層の各々は、二酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、酸窒化シリコン、酸炭化シリコン、プラズマ強化窒化シリコン、水素シルセスキオキサン・ポリマー、メチルシルセスキオキサン・ポリマー・ポリフェニレン・オリゴマー、メチルドープ・シリカ、有機シリケート・ガラス、多孔性有機シリケート・ガラス、及び2.4又はそれより小さな比誘電率を有する誘電体、から成る群から独立に選択された材料を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記下部シリコン層を前記除去するステップの前に、前記上部シリコン層から最も離れた前記1つ又は複数の第1配線レベルの最上層の誘電体層にハンドル基板を接着するステップを含み、
前記1つ又は複数の第2配線レベルを前記形成するステップの後に、前記ハンドル基板を除去するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記1つ又は複数の第2配線レベルを前記形成するステップの後に、前記基板を1つ又は複数の集積回路チップにダイシングするステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 半導体構造体を製造する方法であって、
1つ又は複数のデバイスを、上部シリコン層と下部シリコン層の間に埋込み酸化物層を有し、且つ、前記上部シリコン層の上面にプリメタル誘電体層を有するシリコン・オン・インシュレータ基板内に、形成するステップと、
前記プリメタル誘電体層の上面に1つ又は複数の第1配線レベルを形成するステップであって、前記第1配線レベルの各々の配線レベルは対応する誘電体層内に導電性ワイヤを含む、ステップと、
前記基板から前記下部シリコン層を除去して、前記埋込み酸化物層の底面を露出させるステップと、
前記デバイスへの第1導電性コンタクトを形成するステップであって、1つ又は複数の前記第1導電性コンタクトは前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記デバイスまで延び、前記第1配線レベルの最下層の配線レベルの1つ又は複数のワイヤは前記第1導電性コンタクトと物理的且つ電気的に接触する、ステップと、
前記デバイスへの第2導電性コンタクトを形成するステップであって、1つ又は複数の前記第2導電性コンタクトは前記埋込み酸化物層の前記底面から前記デバイスまで延びる、ステップと、
前記埋込み酸化物層の上に1つ又は複数の第2配線レベルを形成するステップであって、前記第2配線レベルの各々の配線レベルは対応する誘電体層内に導電性ワイヤを含み、前記第2配線レベルの最下層の配線レベルの1つ又は複数のワイヤは前記第2導電性コンタクトと物理的且つ電気的に接触する、ステップと
を含み、
前記デバイスは、前記上部シリコン層内に形成されたソース/ドレインと、前記上部シリコン層の上に形成され、ゲート誘電体層によって前記上部シリコン層から分離されたゲート電極とを備える電界効果トランジスタを含み、
前記1つ又は複数のデバイスを前記形成するステップは、前記ソース/ドレイン内に金属シリサイドの導電性金属シリサイド領域を形成するステップと、前記ゲート電極内に前記金属シリサイドの導電性金属シリサイド領域を形成するステップとを含み、
前記ソース/ドレインの前記導電性金属シリサイド領域は、前記ソース/ドレインの上面から前記ソース/ドレインの底面まで延び、前記ゲート電極の前記導電性金属シリサイド領域は、前記ゲート電極の上面から前記ゲート電極の底面まで延び、
さらに、前記上部シリコン層の領域内に、前記上部シリコン層の前記上面から前記埋込み酸化物層まで延びる誘電体トレンチ分離を形成するステップを含み、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記トレンチ分離まで延びて前記第2導電性コンタクトの対応するコンタクトに物理的且つ電気的に接触し、前記対応するコンタクトは、前記埋込み酸化物層の前記底面から前記トレンチ分離を貫通して延び、
前記プリメタル誘電体層内に1つ又は複数のダミー・ゲート電極を形成するステップと、前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極内に前記金属シリサイドの導電性金属シリサイド領域を形成するステップとをさらに含み、
前記導電性金属シリサイド領域は、前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の上面から前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の底面まで延び、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の対応するダミー・ゲート電極の導電性金属シリサイド領域まで延び、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記埋込み酸化物層の前記底面から前記対応するダミー・ゲート電極の前記導電性金属シリサイド領域まで延びる、
方法。 - 少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から対応するゲート電極の前記導電性金属シリサイド領域まで延びる、請求項11に記載の方法。
- 少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から対応するソース/ドレインの対応する前記導電性金属シリサイド領域まで延びる、請求項11に記載の方法。
- 前記上部シリコン層内に1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域を形成するステップと、前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域内に、前記金属シリサイドの導電性金属シリサイド領域を形成するステップとをさらに含み、
前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の前記導電性金属シリサイド領域は、前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の上面から前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の底面まで延び、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から、前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の対応するシリコン・コンタクト領域の前記導電性金属シリサイド領域まで延び、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記埋込み酸化物層の前記底面から前記対応するシリコン・コンタクト領域の前記導電性金属シリサイド領域まで延びる、
請求項11に記載の方法。 - 少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記埋込み酸化物層の前記底面から対応するソース/ドレインの前記導電性金属シリサイド領域まで延びる、請求項11に記載の方法。
- 半導体構造体であって、
酸化物層の上面の上部シリコン層と、該上部シリコン層の上面上のプリメタル誘電体層とを含むシリコン・オン・インシュレータ基板内の1つ又は複数のデバイスと、
前記プリメタル誘電体層の上面にある1つ又は複数の第1配線レベルであって、その各々の配線レベルが対応する誘電体層内に導電性ワイヤを含む、前記第1配線レベルと、
前記デバイスへの第1導電性コンタクトであって、その1つ又は複数が前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記デバイスまで延び、且つ、前記第1配線レベルの最下層の配線レベルの1つ又は複数のワイヤが物理的且つ電気的に接触する、前記第1導電性コンタクトと、
前記デバイスへの第2導電性コンタクトであって、その1つ又は複数が前記酸化物層の前記底面から前記デバイスまで延びる、前記第2導電性コンタクトと、
前記酸化物層の底面上にある1つ又は複数の第2配線レベルであって、その各々の配線レベルが対応する誘電体層内に導電性ワイヤを含み、且つ、前記第2配線レベルの最下層の配線レベルの1つ又は複数のワイヤが前記第2導電性コンタクトと物理的且つ電気的に接触する、前記第2配線レベルと
を備え、
前記デバイスは、前記上部シリコン層内に形成されたソース/ドレインと、前記上部シリコン層の上に形成され、ゲート誘電体層によって前記上部シリコン層から分離されたゲート電極とを備える電界効果トランジスタを含み、
前記1つ又は複数のデバイスは、前記ソース/ドレイン及び前記ゲート電極の上面上に導電性金属シリサイド層を含み、
前記半導体構造体はさらに前記プリメタル誘電体層内の1つ又は複数のダミー・ゲート電極を含み、前記導電性金属シリサイド層はまた、前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の上面に形成され、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の対応するダミー・ゲート電極の前記導電性金属シリサイド層まで延び、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記酸化物層の前記底面から、前記上部シリコン層を貫通し、前記対応するダミー・ゲート電極を貫通して、前記対応するダミー・ゲート電極上の前記導電性金属シリサイド層まで延びる、
構造体。 - 前記上部シリコン層内の1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域と、前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の上面にある前記導電性金属シリサイド層とをさらに含み、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から、前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の対応するシリコン・コンタクト領域の上の前記導電性金属シリサイド層まで延び、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記酸化物層の前記底面から前記上部シリコン層を貫通して、前記対応するシリコン・コンタクト領域の前記導電性金属シリサイド層まで延びる、
請求項16に記載の構造体。 - 前記上部シリコン層内にあり、前記上部シリコン層の前記上面から前記酸化物層まで延びる誘電体トレンチ分離をさらに含み、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記トレンチ分離まで延びて前記第2導電性コンタクトの対応するコンタクトに物理的且つ電気的に接触し、前記対応するコンタクトは、前記酸化物層の前記底面から前記トレンチ分離を貫通して延びる、
請求項16に記載の構造体。 - 少なくとも1つの前記ソース/ドレイン内に導電性金属シリサイド領域をさらに含み、
前記導電性金属シリサイド領域は、前記少なくとも1つのソース/ドレインの前記底面から前記少なくとも1つのソース/ドレインの前記上面上にある前記導電性金属シリサイド層まで延び、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記少なくとも1つのソース/ドレインの前記導電性金属シリサイド領域まで延びてそれと電気的に接触する、
請求項16に記載の構造体。 - 半導体構造体であって、
酸化物層の上面の上部シリコン層と、該上部シリコン層の上面上のプリメタル誘電体層とを含むシリコン・オン・インシュレータ基板内の1つ又は複数のデバイスと、
前記プリメタル誘電体層の上面にある1つ又は複数の第1配線レベルであって、その各々の配線レベルが対応する誘電体層内に導電性ワイヤを含む、前記第1配線レベルと、
前記デバイスへの第1導電性コンタクトであって、その1つ又は複数が前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記デバイスまで延び、且つ、前記第1配線レベルの最下層の配線レベルの1つ又は複数のワイヤが物理的且つ電気的に接触する、前記第1導電性コンタクトと、
前記デバイスへの第2導電性コンタクトであって、その1つ又は複数が前記酸化物層の前記底面から前記デバイスまで延びる、前記第2導電性コンタクトと、
前記酸化物層の底面上にある1つ又は複数の第2配線レベルであって、その各々の配線レベルが対応する誘電体層内に導電性ワイヤを含み、且つ、前記第2配線レベルの最下層の配線レベルの1つ又は複数のワイヤが前記第2導電性コンタクトと物理的且つ電気的に接触する、前記第2配線レベルと
を備え、
前記デバイスは、前記上部シリコン層内に形成されたソース/ドレインと、前記上部シリコン層の上に形成され、ゲート誘電体層によって前記上部シリコン層から分離されたゲート電極とを備える電界効果トランジスタを含み、
前記ソース/ドレイン内の金属シリサイドの導電性金属シリサイド領域と、前記ゲート電極内の前記金属シリサイドの導電性金属シリサイド領域とをさらに含み、
前記ソース/ドレインの前記導電性金属シリサイド領域は、前記ソース/ドレインの上面から前記ソース/ドレインの底面まで延び、前記ゲート電極の前記導電性金属シリサイド領域は前記ゲート電極の上面から前記ゲート電極の底面まで延び、
前記半導体構造体はさらに前記上部シリコン層の領域内にあり、前記上部シリコン層の前記上面から前記酸化物層まで延びる誘電体トレンチ分離を含み、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記トレンチ分離まで延びて前記第2導電性コンタクトの対応するコンタクトに物理的且つ電気的に接触し、前記対応するコンタクトは、前記酸化物層の前記底面から前記トレンチ分離を貫通して延び、
前記プリメタル誘電体層内の1つ又は複数のダミー・ゲート電極と、前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極内の前記金属シリサイドの導電性金属シリサイド領域とをさらに含み、
前記導電性金属シリサイド領域は、前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の上面から前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の底面まで延び、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記1つ又は複数のダミー・ゲート電極の対応するダミー・ゲート電極の前記導電性金属シリサイド領域まで延び、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記酸化物層の前記底面から前記対応するダミー・ゲート電極の前記導電性金属シリサイド領域まで延びる、
構造体。 - 前記上部シリコン層内の1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域と、前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域内の前記金属シリサイドの導電性金属シリサイド領域とをさらに含み、
前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の前記導電性金属シリサイド領域は、前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の上面から前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の底面まで延び、
少なくとも1つの前記第1導電性コンタクトは、前記プリメタル誘電体層の前記上面から前記1つ又は複数のシリコン・コンタクト領域の対応するシリコン・コンタクト領域の前記導電性金属シリサイド領域まで延び、
少なくとも1つの前記第2導電性コンタクトは、前記酸化物層の前記底面から前記対応するシリコン・コンタクト領域の前記導電性金属シリサイド領域まで延びる、
請求項20に記載の構造体。
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