Brevet FR2773418A1 — publié le 19990709

PROCEDE DE FABRICATION D'UN CONDUCTEUR DE MOT L'invention concerne de façon générale la fabrication de circuits intégrés (Cl) à semiconducteurs, et elle concerne plus particulièrement la fabrication d'un conducteur de mot dans des circuits de mémoire vive dynamique. Pour maximiser l'aire de surface d'un condensateur pour une mémoire vive dynamique (ou DRAM), le condensateur est formé de façon caractéristique au-dessus de conducteurs de mot. Cependant, du fait que les conducteurs de mot et les cellules de mémoire sont tous constitués par des couches conductrices, une couche isolante est nécessaire entre eux. L'oxyde de silicium et le nitrure de silicium sont tous deux largement utilisés à titre de couches isolantes. Cependant, I'utilisation de nitrure de silicium occasionne un effet de contrainte de potentiel sur la grille de transistor associée, et occasionne également des difficultés dans la définition du motif de la grille. De ce fait, L'oxyde de silicium est le matériau que l'on utilise le plus souvent pour cette application. On utilise fréquemment le dépôt pour former une couche d'oxyde de silicium (couche de recouvrement), et en particulier le dépôt chimique en phase vapeur à basse pression (ou LPCVD pour "low pressure chemical vapor deposition") à 700"C est préféré, du fait du rendement résultant. On décrit dans ce qui suit un processus classique pour former un conducteur de mot qui est utilisé dans la fabrication d'une mémoire DRAM. En se référant à la figure 1A, on note qu'on fournit un substrat 10 avec une couche d'oxyde de grille 14 et un conducteur de mot 16. On forme ensuite une couche réfractaire de siliciure de tungsténe (WSi2) 18 sur le conducteur de mot 16, qui consiste en silicium polycristallin. Cette façon de procéder réduit la résistance d'interconnexion. Les siliciures qui présentent un intérêt peuvent être formés par trois techniques de base, chacune d'elles faisant intervenir un dépôt suivi par une étape thermique pour former le siliciure 18 1) dépôt de tungstène pur sur la couche de silicium polycristallin 16; 2) évaporation simultanée de silicium et de tungstène à partir de deux sources (co-évaporation); et 3) dépot de siliciure de tungstène par pulvérisation cathodique, soit à partir d'une cible composite, soit par co-pulvérisation cathodique ou par formation de couches multiples. En se référant maintenant à la figure 1B, on note qu'il est nécessaire de former une couche isolante 20 sur la surface de la couche de siliciure de tungstène 18, pour isoler la couche de siliciure de tungstène 18 vis-å-vis de couches qui seront déposées par la suite. On peut utiliser pour cette application de l'oxyde de silicium et du nitrure de silicium déposés en phase vapeur, mais une couche d'oxyde de silicium 20 formée par LPCVD à 700"C procure généralement de meilleures propriétés de matériau, et elle est donc préférée. La couche d'oxyde 20 qui est formée doit être stable et présenter des propriétés électriques et physiques appropriées. Cependant, en pratique, la surface de la couche de siliciure de tungstène 18 se convertit aisément en oxyde de tungstène en présence d'oxygène et à une température élevée, telle que 700"C. Bien que l'oxyde de tungstène soit initialement volatil, il reste inévitablement sur la surface supérieure de la couche de siliciure de tungstène 18 après le dépot de la couche d'oxyde de recouvrement 20, à cause du rendement du processus de dépôt. Par conséquent, la couche d'oxyde de tungstène (W03) 22, qui est indésirable, est inévitablement formée sous la couche d'oxyde de silicium 20. En d'autres termes, la couche d'oxyde de tungstène 22 est formée entre la couche de siliciure de tungstène 18 et la couche d'oxyde de silicium 20. En outre, la couche d'oxyde de tungstène 22 n'est pas lisse, et présente un certain nombre de zones concaves et convexes, ce qui fait que la surface de la couche d'oxyde de silicium 20 est également rugueuse. Un autre effet que l'on peut observer consiste en ce que la couche de silicium polycristallin 16 devient plus épaisse, tandis qu'au contraire la couche de siliciure de tungstène 18 devient plus mince. Les effets indésirables qui sont mentionnés ci-dessus rendent assez difficile la définition du motif du conducteur de mot 16. Un but de l'invention est donc de procurer un procédé pour fabriquer un conducteur de mot qui surmonte les problèmes mentionnés cidessus. L'invention atteint les buts indiqués ci-dessus en procurant un nouveau procédé de fabrication d'un conducteur de mot, qui comprend la formation d'un ensemble de lignes de grilles sur un substrat; la formation d'une première couche de siliciure de métal sur chaque ligne de grilles; et la formation d'une autre couche de siliciure de métal qui est riche en silicium, ou bien la formation, à la place, d'une couche de silicium sur la couche de siliciure de métal formée précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif. La suite de la description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels Les figures 1A et 1B sont des coupes montrant un processus classique (de l'art antérieur) pour la fabrication d'un conducteur de mot; et Les figures 2A à 2B sont des coupes montrant le processus d'un mode de réalisation préféré d'un procédé de fabrication d'un conducteur de mot conforme à l'invention. En se référant tout d'abord à la figure 2A, on note qu'on fournit un substrat 20 avec une couche d'oxyde de grille 24 et un conducteur de mot 26 en silicium polycristallin. On forme ensuite sur le conducteur de mot 26 une couche de siliciure de métal réfractaire 20, de préférence un siliciure de tungstène. Du fait que les étapes de fabrication jusqu'à ce point sont connues de l'homme de l'art, il est inutile de les décrire en détail. Ensuite, on forme un siliciure de métal riche en silicium, ou même une couche de silicium pur, 30, sur la surface supérieure de la couche de siliciure de métal 28. La couche 30 a donc une concentration en silicium supérieure à celle de la couche 28. La couche de siliciure de métal riche en silicium, 30, est de préférence une couche de siliciure de tungstène qui est déposée par dépôt chimique en phase vapeur avec pour réactifs du chlorure de silicium (SiC12H2) et du fluorure de tungstène (WF6). Le fluorure de tungstène est un gaz corrosif, avec une densité relativement élevée, et une pression de vapeur modérément élevée à la température ambiante. On a utilisé avec succès, pour le dépôt de siliciure de tungsterne, un système à parois froides qui est disponible dans le commerce. Le chlorure de silicium et le fluorure de tungstène peuvent être par exemple dans un rapport de 1:1. En se référant ensuite à la figure 2B, on note qu'on forme ensuite une couche d'oxyde de recouvrement 32 sur la surface supérieure de la couche 30 de siliciure de tungstène riche en silicium, ou de silicium pur. Avec ce procédé, on a trouvé qu'il n'y a pas de formation nuisible d'oxyde de tungstène, ce qui permet de définir le motif du conducteur de mot avec moins de difficultés. En outre, on peut faire en sorte que la surface de la couche d'oxyde 32 reste lisse. De plus, le fait de traiter un conducteur de mot conformément au mode de réalisation préféré de l'invention qui est décrit ci-dessus, ne changera pas l'épaisseur de la couche de silicium polycristallin de grille, 26, ou de la couche de siliciure de métal 28. II va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un conducteur de mot (26), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes on fournit un substrat (20); on forme une grille sur le substrat (20); on forme une première couche de siliciure de métal (28) sur la grille; et on forme une seconde couche de siliciure de métal (30) sur la première couche de siliciure de métal (28), la seconde couche de siliciure de métal (30) ayant une concentration en silicium supérieure à celle de la première couche de siliciure de métal (28). 2. Conducteur de mot d'une mémoire vive dynamique (ou DRAM), caractérisé en ce qu'il est fabriqué conformément au procédé de la revendication 1. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre la formation d'une couche d'oxyde de recouvrement (32) au-dessus de la seconde couche de siliciure de métal (30). 4. Procédé de fabrication d'un conducteur de mot (26), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : on fournit un substrat (20); on forme une grille sur le substrat (20); on forme une couche de siliciure de métal (28) sur la grille; et on forme une couche de silicium (30) sur la couche de siliciure de métal (28). 5. Conducteur de mot d'une mémoire vive dynamique (ou DRAM), caractérisé en ce qu'il est fabriqué conformément au procédé de la revendication 4. 6. Procédé selon la revendication 3. caractérisé en ce qu'il comprend en outre la formation d'une couche d'oxyde de recouvrement (32) sur la couche de silicium (30).