Source: https://patents.google.com/patent/EP1760772A1/en
Timestamp: 2018-02-17 19:59:46+00:00
Document Index: 23411311

Matched Legal Cases: ['arrêt ', 'art 7', 'art 9', 'arrêt ', 'art 14', 'arrêt ', 'arrêt ', 'art 10']

EP1760772A1 - Method of protecting a transistor gate and corresponding integrated circuit - Google Patents
Method of protecting a transistor gate and corresponding integrated circuit
EP1760772A1
EP1760772A1 EP20060291365 EP06291365A EP1760772A1 EP 1760772 A1 EP1760772 A1 EP 1760772A1 EP 20060291365 EP20060291365 EP 20060291365 EP 06291365 A EP06291365 A EP 06291365A EP 1760772 A1 EP1760772 A1 EP 1760772A1
EP20060291365
The method involves forming a dielectric layer, made of aluminium oxide, on a transistor having isolation trenches (3) formed in a substrate (2) made of silicon, where the layer covers a gate (6) of the transistor. The dielectric layer is etched while leaving it remaining on the gate so that the gate is electrically insulated with respect to other elements such as connection terminals formed above the dielectric layer. The etching is carried out using a mask used for fabricating the gate and another mask used for fabricating the isolation trenches.
L'invention concerne le domaine des circuits intégrés pourvus d'une architecture d'interconnexion extrêmement dense permettant un gain de densité à l'échelle de la cellule élémentaire d'un circuit intégré, par exemple une cellule mémoire de type DRAM ou SRAM. The invention relates to the field of integrated circuits provided with an extremely dense interconnection architecture for a density gain across the unit cell of an integrated circuit, for example a DRAM or SRAM cell.
Le document The document FR 2 821 208 FR 2821208 (STMicroelectronics SA) décrit un procédé de protection de la grille d'un transistor dans un circuit intégré ayant pour but de réaliser un plot de connexion à cheval sur une grille de transistor et le substrat de silicium tout en étant isolé par rapport à la grille par une couche de nitrure gravée sélectivement hors de la zone de grille pour que le plot de connexion soit en contact avec le substrat. (STMicroelectronics SA) describes a process for protecting the gate of a transistor in an integrated circuit for the purpose to realize a horseshoe connection pad on a transistor gate and the silicon substrate while being insulated from the gate by a selectively etched nitride layer outside the gate region so that the bonding pad is in contact with the substrate. La gravure sélective est obtenue au moyen d'une couche de polysilicium dopé qui est ensuite partiellement gravée puis isolée par un bouchon en nitrure. The selective etching is achieved by means of a doped polysilicon layer which is then partially etched and then isolated by a stopper nitride.
Le procédé est relativement complexe et onéreux à mettre en oeuvre. The method is relatively complex and expensive to implement. En outre, la demanderesse s'est aperçue que les espèces dopantes implantées dans le chapeau en polysilicium présentaient un risque de diffusion non négligeable vers d'autres couches. In addition, the Applicant has found that the dopant species implanted into the polysilicon cap had a significant risk diffusion to other layers.
L'invention vise à remédier aux inconvénients évoqués ci-dessus. The invention aims to overcome the drawbacks mentioned above.
L'invention a notamment pour but de simplifier et de rendre plus économique la fabrication d'un circuit intégré à très haute densité. The invention particularly aims to simplify and render more economical manufacturing a very high density integrated circuit.
Le procédé est destiné à la protection de la grille d'un transistor dans un circuit intégré pour la réalisation d'un plot d'interconnexion. The method is for protecting the gate of a transistor in an integrated circuit for producing an interconnect pad. Le transistor comprend un substrat, au moins une zone active formée dans le substrat, au moins une zone isolante formée dans le substrat, et une grille formée au-dessus d'une zone active. The transistor comprises a substrate, at least one active region formed in the substrate, at least one insulating region formed in the substrate, and a gate formed above an active region.
Le procédé comprend les étapes suivantes : The method comprises the steps of:
former une couche diélectrique sur le transistor, la couche diélectrique venant recouvrir la partie supérieure de la grille, forming a dielectric layer on the transistor, the dielectric layer coming to cover the upper part of the grid,
retirer la couche diélectrique en la laissant subsister au moins sur ladite grille de telle sorte que ladite grille est isolée électriquement par rapport à d'autres éléments formés au-dessus de ladite couche diélectrique, ladite gravure étant effectuée au moyen d'un masque utilisé pour la fabrication de la grille et au moyen d'un masque utilisé pour la fabrication de la zone isolante. removing the dielectric layer leaving it to remain at least on said gate so that said gate is electrically isolated from other elements formed above said dielectric layer, said etching being performed by means of a mask used for the manufacture of the grid and by means of a mask used for the manufacture of the insulating zone.
La couche diélectrique est formée par des moyens économiques déjà mis en oeuvre pour la fabrication du transistor. The dielectric layer is formed by economic means already employed for manufacturing the transistor. La grille peut comprendre une partie inférieure et une partie supérieure comprenant du siliciure métallique. The grid may comprise a lower and an upper part comprising metallic silicide.
Dans un mode de réalisation, le masque utilisé pour la fabrication de la grille et le masque utilisé pour la fabrication de la zone isolante sont combinés préalablement à la gravure. In one embodiment, the mask used for manufacturing the gate and the mask used for manufacturing the insulating zone are combined prior to the etching. Une étape d'exposition suffit pour définir les parties à graver. An exposure step is enough to define the parts to burn.
Dans un autre mode de réalisation, le masque utilisé pour la fabrication de la grille et le masque utilisé pour la fabrication de la zone isolante sont mis en oeuvre successivement. In another embodiment, the mask used for manufacturing the gate and the mask used for the manufacture of the insulating region are implemented successively. On peut ainsi exposer de façon plus faible une partie correspondant à une grille formée sur une zone active pour élargir la couche diélectrique. It is thus more weakly to expose a portion corresponding to a gate formed on an active region to expand the dielectric layer.
Dans un mode de réalisation, la couche diélectrique comprend deux sous-couches superposées. In one embodiment, the dielectric layer comprises two sublayers superimposed. La couche diélectrique peut comprendre une sous-couche à base d'oxyde d'aluminium et une sous-couche à base de nitrure de silicium. The dielectric layer may comprise a sub-layer based on aluminum oxide and a sub-layer based on silicon nitride.
Dans un autre mode de réalisation, la couche diélectrique comprend une couche à base d'oxyde d'aluminium. In another embodiment, the dielectric layer comprises a layer based on aluminum oxide.
La couche à base d'oxyde d'aluminium peut être formée par dépôt atomique. The aluminum oxide-based layer may be formed by atomic deposition. La couche à base d'oxyde d'aluminium peut être gravée sélectivement par rapport au substrat et la couche à base de nitrure de silicium peut être gravée sélectivement par rapport à la couche à base d'oxyde d'aluminium. The aluminum oxide-based layer can be etched selectively with respect to the substrate and the silicon nitride layer can be etched selectively with respect to the layer based on aluminum oxide. La couche à base de nitrure de silicium peut servir d'arrêt lors de la gravure d'une couche de SiO2 formée à un niveau supérieur. The silicon nitride layer can serve as stop when etching a layer of SiO2 formed to a higher level. La gravure de la couche à base d'oxyde d'aluminium peut être effectuée par voie humide avec du HF dilué. Etching the aluminum oxide-based layer may be effected by wet with dilute HF. La gravure de la couche à base de nitrure de silicium peut être effectuée par voie sèche. Etching the silicon nitride layer can be carried out dry.
Dans un mode de réalisation, un plot d'interconnexion est formé au-dessus d'une zone active et partiellement au-dessus de la grille. In one embodiment, an interconnecting pad is formed above an active region and partially over the grid. Le plot d'interconnexion reste isolé de la grille par la couche diélectrique. The interconnection pad remains isolated from the gate through the dielectric layer.
Dans un mode de réalisation, la formation de la couche diélectrique comprend le dépôt conforme d'au moins une couche pouvant être gravée sélectivement par rapport au substrat. In one embodiment, forming the dielectric layer comprises depositing at least one compliant layer could be selectively etched relative to the substrate. Ladite couche peut ainsi être retirée du dessus du substrat. Said layer can thus be removed from above the substrate.
Dans un mode de réalisation, le retrait partiel de la couche diélectrique comprend le dépôt d'une couche de résine, l'exposition de la couche de résine hors de ladite grille, le développement des parties exposées de la couche de résine, le retrait de la partie découverte de la couche diélectrique, et le retrait du reste de la couche de résine. In one embodiment, the partial removal of the dielectric layer comprises depositing a resin layer, exposing the resin layer from said gate, the development of exposed portions of the resin layer, the removal of the uncovered part of the dielectric layer, and removing the rest of the resin layer. Avant le dépôt d'une couche de résine a lieu le dépôt d'une couche de remplissage, et entre le développement des parties exposées de la couche de résine et le retrait de la partie découverte de la couche diélectrique, a lieu le retrait de la partie découverte de la couche de remplissage. Before depositing a layer of resin takes place depositing a filler layer, and between the development of the exposed portions of the resin layer and removing the exposed portion of the dielectric layer, takes place the removal of the uncovered part of the filling layer.
La couche de remplissage peut comprendre du carbone amorphe, notamment lorsque la couche diélectrique comprend une seule couche d'oxyde d'aluminium. The filling layer may include amorphous carbon, in particular when the dielectric layer comprises a single aluminum oxide layer. La couche de remplissage peut comprendre un matériau de type antiréfléchissant connu sous le nom de « BARC ». The filling layer may include an anti-type material known as "BARC".
Le circuit intégré comprend un transistor formé dans un substrat pourvu d'au moins une zone isolante. The integrated circuit includes a transistor formed in a substrate provided with at least one insulating area. Le transistor comprend au moins une zone active formée dans le substrat, une grille au-dessus d'une zone active, et une couche diélectrique comprenant de l'oxyde d'aluminium, recouvrant au moins la partie supérieure de la grille, de telle sorte que ladite grille est isolée électriquement par rapport à d'autres éléments formés au-dessus de ladite couche diélectrique. The transistor comprises at least one active area formed in the substrate, a gate on top of an active area, and a dielectric layer comprising aluminum oxide, covering at least the upper part of the grid, so that said gate is electrically isolated from other elements formed above said dielectric layer.
On bénéficie d'une excellente sélectivité de gravure de la couche diélectrique par rapport au substrat, ce qui facilite l'utilisation de masques préexistants. It enjoys an excellent etch selectivity of the dielectric layer to the substrate, which facilitates the use of pre-existing masks.
La grille peut comprendre une partie inférieure et une partie supérieure comprenant du siliciure métallique, par exemple du CoSi 2 . The grid may comprise a lower portion and an upper portion comprising metal silicide, e.g., CoSi 2. Le siliciure métallique est à distance de la couche de nitrure de silicium. The metal silicide is remote from the layer of silicon nitride.
Dans un mode de réalisation, la couche diélectrique comprend une épaisseur à base d'oxyde d'aluminium comprise entre 3 et 20 nm, préférablement entre 3 et 15 nm. In one embodiment, the dielectric layer comprises a thickness of aluminum oxide between 3 and 20 nm, preferably between 3 and 15 nm.
Dans un mode de réalisation, la couche diélectrique comprend, en outre, une épaisseur à base de nitrure de silicium comprise entre 5 et 15 nm, préférablement entre 8 et 12 nm. In one embodiment, the dielectric layer further comprises a thickness based on silicon nitride of between 5 and 15 nm, preferably between 8 and 12 nm. Lorsque la couche à base de nitrure de silicium est présente, la couche à base d'oxyde d'aluminium peut présenter une épaisseur inférieure ou égale à 6 nm, préférablement inférieure ou égale à 5 nm. When the silicon nitride layer is present, the aluminum oxide-based layer may have a thickness less than or equal to 6 nm, preferably less than or equal to 5 nm.
Grâce à l'invention, on bénéficie d'un procédé simple et robuste pour fabriquer des circuits intégrés possédant des contacts susceptibles d'être disposés au-dessus de zones de grille en polysilicium siliciuré tout en étant isolés électriquement. Thanks to the invention, has a simple and robust method for making integrated circuits having contacts may be disposed above gate regions silicided polysilicon while being electrically insulated. On peut ainsi créer des plots de contact à cheval entre la grille et une zone active de substrat, par exemple un drain ou une source, dont une zone supérieure peut également être siliciurée. One can thus create horse contact pads between the gate and an active area substrate, for example a drain or source, an upper zone can also be silicided. La grille peut s'étendre longitudinalement jusqu'au-dessus d'une zone de tranchée d'isolation où la place nécessaire pour former un contact rejoignant des niveaux d'interconnexion est plus élevée. The grid may extend longitudinally up above an isolation trench area where the space necessary for forming a contact joining of interconnection levels is higher. On peut ainsi diminuer l'espace entre un plot de contact et une grille en polysilicium à une distance de l'ordre de 30 à 40 nm, préférablement 30 à 35 nm, et ce avec un plot de contact présentant un diamètre de l'ordre de 60 à 90 nm avec une distance entre grilles de l'ordre de 80 nm tout en autorisant la siliciuration de zones supérieures des grilles en polysilicium. One can thus reduce the space between a contact pad and a gate polysilicon at a distance of the order of 30 to 40 nm, preferably 30-35 nm, and with a contact pad having a diameter in the range 60 to 90 nm with a distance between grids in the order of 80 nm while allowing the silicidation upper regions of the polysilicon gates. Le procédé peut être mis en oeuvre au moyen de masques de gravure utilisés pour des étapes antérieures de fabrication du circuit intégré, notamment des étapes de définition des tranchées d'isolation peu profondes et de définition des grilles, en général en polysilicium. The method may be implemented by means of etching masks used for the earlier stages of manufacture of the integrated circuit, including steps of defining shallow isolation trenches and defining gates, generally polysilicon.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : The invention will be better understood studying the detailed description of some embodiments taken by way of non-limiting examples and illustrated by the accompanying drawings, wherein:
la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un circuit intégré en cours de fabrication ; Figure 1 is a schematic sectional view of an integrated in-process circuit;
les figures 2 à 8 sont des vues correspondantes à la figure 1 illustrant les étapes de fabrication selon un premier mode de réalisation de l'invention ; Figures 2 to 8 are views corresponding to Figure 1 illustrating the manufacturing steps according to a first embodiment of the invention; et and
les figures 9 à 14 sont des vues correspondantes à la figure 1 illustrant les étapes de fabrication selon un second mode de réalisation. Figures 9 to 14 are views corresponding to Figure 1 illustrating the manufacturing steps according to a second embodiment.
Comme on peut le voir sur la figure 1, le circuit intégré référencé 1 dans son ensemble comprend un substrat 2, par exemple en silicium, en silicium sur isolant généralement nommé SOI ou encore en silicium sur rien, généralement dénommé SON. As can be seen in Figure 1, the integrated circuit referenced 1 as a whole comprises a substrate 2, for example silicon, silicon on insulator generally called SOI or silicon-on-nothing, generally referred to as HIS. Dans le substrat 2 sont formées une pluralité de tranchées d'isolation peu profondes 3 généralement dénommées STI, et comprenant un matériau isolant, par exemple du SiO 2 . In the substrate 2 are formed a plurality of shallow isolation trenches 3 generally called STI, and comprising an insulating material, for example SiO 2. Le circuit intégré 1 comprend un transistor pourvu de zones de drain 4, de source 5 et d'une grille 6. Les zones de drain 4 et source 5 n'ont pas été représentées en détail et comprennent une partie supérieure siliciurée 7 et 8 respectivement, par exemple à base de CoSi 2 , assurant un excellent contact électrique avec des plots de connexion. The integrated circuit 1 comprises a transistor having drain regions 4, spring 5 and a gate 6. The drain regions 4 and source 5 have not been shown in detail and comprises an upper part 7 and 8 respectively silicided , for example based CoSi 2, ensuring an excellent electrical contact with bonding pads. La grille 6 comprend une partie inférieure 9 à base de polysilicium, et une partie supérieure 10 siliciurée, par exemple à base de CoSi 2 . The grille 6 comprises a lower part 9 made of polysilicon and an upper portion 10 silicided, for example based CoSi 2. Des espaceurs 11 sont disposés d'un côté et de l'autre des parties inférieure 9 et supérieure 10. Les espaceurs 11 peuvent comprendre du SiN ou du SiON. Spacers 11 are disposed on one side and the other of the lower 9 and upper portions 10. The spacers 11 may comprise SiN or SiON.
Le circuit intégré 1 comprend également une autre grille 12 de structure semblable à la grille 6, mais disposée au-dessus d'une tranchée d'isolation 3 et non au-dessus d'une zone active. The integrated circuit 1 also comprises a further gate 12 of similar structure to the gate 6, but disposed above an isolation trench 3 and not above an active region. La grille 12 comprend une partie inférieure 13, une partie supérieure 14 et des espaceurs 15. La grille 12 peut se prolonger au-delà de la tranchée peu profonde 3 et venir coopérer avec des zones de drain et de source pour former un autre transistor non représenté. The gate 12 includes a lower portion 13, an upper portion 14 and spacers 15. The grille 12 may extend beyond the shallow trench 3 and to cooperate with the drain and source to form another transistor not represent. Le fait qu'une grille 12 se prolonge au-dessus d'une tranchée d'isolation 3 permet de venir former une interconnexion en contact avec la partie supérieure 14 de la grille 12 dans une zone du circuit intégré où la densité de composants est plus faible que dans les zones actives disposées entre deux tranchées d'isolation 3. The fact that gate 12 extends over an isolation trench 3 allows come form an interconnect into contact with the upper portion 14 of the gate 12 in an area of ​​the integrated circuit where the density of the components is more lower than in the active regions placed between two insulation trenches 3.
Ensuite, une couche diélectrique 16 est déposée sur l'ensemble du circuit intégré 1 et présente une épaisseur sensiblement constante et relativement faible, par exemple de l'ordre de 30 à 50 angströms. Then, a dielectric layer 16 is deposited on the entire integrated circuit 1 and has a substantially constant thickness and relatively low, for example of the order of 30 to 50 angstroms. La couche diélectrique 16 peut comprendre de l'oxyde d'aluminium Al 2 O 3 . The dielectric layer 16 may comprise aluminum oxide Al 2 O 3. L'oxyde d'aluminium peut être déposé par un procédé de dépôt atomique de couche souvent désigné par l'acronyme anglais ALD. Aluminum oxide may be deposited by an atomic layer deposition process often designated by the acronym ALD. La couche diélectrique 16 recouvre le substrat 2, les tranchées d'isolation 3, les parties siliciurées 7, 8 et les grilles 6 et 12. La couche diélectrique 16 peut être gravée sélectivement par rapport aux tranchées d'isolation. The dielectric layer 16 covers the substrate 2, the isolation trenches 3, the silicided portions 7, 8 and the gates 6 and 12. The dielectric layer 16 can be etched selectively with respect to the insulation trenches. L'oxyde d'aluminium présente une bonne sélectivité de gravure par rapport au SiO 2 souvent utilisé dans les tranchées d'isolation de type STI. Aluminum oxide has a good relative etch selectivity to SiO 2 often used in the STI type of insulation trenches.
Ensuite, une couche diélectrique supplémentaire 17 est déposée sur la couche 16 de façon conforme. Then, an additional dielectric layer 17 is deposited on layer 16 conformally. La couche diélectrique 17 présente une épaisseur relativement faible, de l'ordre de 50 à 200 angströms, préférablement entre 80 et 120 angströms. The dielectric layer 17 has a relatively small thickness, of the order of 50 to 200 angstroms, preferably between 80 and 120 angstroms. La couche diélectrique 17 peut comprendre du nitrure de silicium. The dielectric layer 17 may comprise silicon nitride. La couche diélectrique 17 présente une excellente sélectivité de gravure par rapport à la couche diélectrique 16. Le nitrure de silicium peut être gravé par gravure sèche s'arrêtant sur l'oxyde d'aluminium. The dielectric layer 17 has excellent etch selectivity relative to the dielectric layer 16. The silicon nitride may be etched by dry etching stopping on aluminum oxide. L'oxyde d'aluminium peut être gravé par voie humide avec de l'acide fluorhydrique dilué en s'arrêtant sur le dioxyde de silicium, sur le silicium du substrat ou encore sur les zones siliciurées 7 et 8. Le circuit intégré 1 se trouve dans l'état illustré sur la figure 2. The aluminum oxide can be etched wet with dilute hydrofluoric acid, stopping on silicon dioxide on the silicon substrate or on the silicided areas 7 and 8. The integrated circuit 1 is in the state illustrated in Figure 2.
Comme illustré sur la figure 3, une couche de remplissage 21 est déposée sur la couche diélectrique 17, en général sur l'ensemble du circuit intégré 1. La couche de remplissage 21 présente une forte épaisseur et a pour but d'offrir une surface supérieure plane permettant les étapes de gravure par masque. As illustrated in Figure 3, a filling layer 21 is deposited on the dielectric layer 17, generally on the entire integrated circuit 1. The filler layer 21 has a large thickness and is intended to provide a top surface plane to the steps of etching mask. La couche de remplissage 21 peut être à base de carbone amorphe déposé par un procédé chimique en phase vapeur également connu sous l'acronyme CVD. The filling layer 21 can be amorphous carbon-based deposited by a chemical vapor method also known under the acronym CVD. Le carbone amorphe peut faire l'objet d'une gravure sèche anisotropique. The amorphous carbon may be an anisotropic dry etching. La couche de remplissage 21 peut également comprendre du BARC, acronyme anglais pour « Bottom Anti-Reflective coating ». The filling layer 21 may also include BARC, acronym for "Bottom Anti-Reflective coating". Il s'agit d'une couche organique (carbonée), anti-réflective à la longueur d'onde utilisée par l'étape de lithographie planarisante, de 800 Å environ d'épaisseur, qui est ensuite enlevée par gravure sèche anisotropique à base d'O 2 . This is an organic layer (carbon), anti-reflective to the wavelength used by the lithography step planarizing, of about 800 Å thick, which is then removed by anisotropic dry etching based O 2.
La surface supérieure de la couche de remplissage 21 est sensiblement plane et une couche de résine 18 y est déposée. The upper surface of the filling layer 21 is substantially planar and a resin layer 18 is deposited thereon. On procède ensuite au moyen d'un masque approprié à l'exposition de zones 19 et 20 de la couche 18 de résine. This is followed by means of an appropriate mask in the exposure zones 19 and 20 of the resin 18 layer. Ledit masque peut être le masque ayant servi à la formation des tranchées d'isolation 3. Les zones exposées 19 et 20 sont disposées au-dessus des tranchées d'isolation. Said mask may be a mask used in the formation of isolation trenches 3. The exposed areas 19 and 20 are arranged above the isolation trenches.
Puis, au moyen d'un autre masque ayant par exemple servi à la formation des grilles 6 et 12, on vient exposer l'ensemble de la couche de résine 18 à l'exception de deux zones protégées 22 et 23 situées verticalement au-dessus des grilles 6 et 12 (voir figure 4). Then, using another mask having for example used for training the gates 6 and 12, has just expose the entire resin layer 18 with the exception of two protected areas 22 and 23 located vertically above grids 6 and 12 (see Figure 4). La zone protégée 23 étant entièrement comprise dans la zone exposée 20, la résine se trouvant dans la zone protégée 23 a néanmoins déjà subi une exposition au préalable. The protected area 23 is entirely within the exposure area 20, the resin in the protected area 23 has nevertheless already undergone a pre-exposure. Au contraire, la zone protégée 22 n'est exposée ni au cours de la première exposition dans la mesure où ladite zone protégée 22 est décalée par rapport aux tranchées d'isolation 3, ni au cours de la deuxième exposition où elle est spécifiquement protégée. In contrast, the protected area 22 is exposed or during the first exposure to the extent that said protected area 22 is offset from the isolation trenches 3, or during the second exposure in which it is specifically protected. Avantageusement, la deuxième exposition est plus faible que la première, de telle sorte que la résine se trouvant sur les bords de la zone protégée 22 subsiste sur une largeur supérieure à celle prévue sur le masque égale à celle de la grille 6. L'on parvient ainsi à conserver une zone protégée 22 dont la largeur correspond sensiblement à celle de la grille 6 et des espaceurs 11. Advantageously, the second exposure is smaller than the first, so that the resin located on the edges of the protected area 22 remains on a width greater than that provided on the mask equal to that of the gate 6. One thus possible to maintain a protected zone 22 whose width corresponds substantially to that of the gate 6 and spacers 11.
L'on procède ensuite au développement des parties exposées, la résine étant retirée dans les zones ayant subi une exposition simple et dans les zones ayant subi une double exposition. It is then proceeded to the development of the exposed portions, the resin being removed in areas which have undergone a single exposure and in areas which have undergone a double exposure. La couche de remplissage 21 est gravée à l'exception de la partie située entre la zone protégée 22 et la grille 6. L'on procède ensuite à la gravure de la couche diélectrique 17, par exemple par gravure sèche s'arrêtant sur la couche diélectrique 16. Le reste de couche de résine présent dans la zone protégée 22 et de couche de remplissage 21 située sous la zone protégée 22 est retiré par exemple par un procédé à l'oxygène. The filling layer 21 is etched except for the portion between the protected area 22 and the gate 6. It is then etched in the dielectric layer 17, for example by dry etching stopping on the layer dielectric 16. the remaining resin layer present in the protected area 22 and filler layer 21 located under the protected area 22 is withdrawn for example by a method to oxygen. On procède ensuite à la gravure de la couche diélectrique 16, par exemple par voie humide avec de l'acide fluorhydrique dilué en s'arrêtant sur la surface supérieure du substrat 2, des tranchées isolantes 3 et des zones siliciurées 7 et 8 ainsi que de la grille 12 et des espaceurs 15. Lors de la gravure de la couche diélectrique 17, ladite couche diélectrique 17 subsiste au droit de la zone protégée 22, en d'autres termes sensiblement au-dessus de la grille 6 et des espaceurs 11. Lors de la gravure de la couche diélectrique 16, la portion de la couche diélectrique 16 située entre la portion restante de la couche diélectrique 17 d'une part et la grille 6 et les espaceurs 11 d'autre part, est protégée et subsiste (voir figure 5). This is followed by the etching of the dielectric layer 16, for example wet with dilute hydrofluoric acid, stopping on the upper surface of substrate 2, insulating trenches 3 and silicided areas 7 and 8 as well as the gate 12 and spacers 15. at the etching of the dielectric layer 17, said dielectric layer 17 remains on the right of the protected area 22, in other words substantially above the grid 6 and the spacers 11. When the etching of the dielectric layer 16, the portion of the dielectric layer 16 located between the remaining portion of the dielectric layer 17 on the one hand and the grid 6 and the spacers 11 on the other hand, is protected and remains (see Figure 5).
Comme illustré sur la figure 6, on vient ensuite déposer une couche diélectrique épaisse 24 sur l'ensemble du circuit intégré 1. La couche diélectrique épaisse 24 peut comprendre une première sous-couche 25 dite CESL, par exemple à base de nitrure de silicium puis une deuxième sous-couche 26 à base de SiO 2 qui fait ensuite l'objet d'un aplanissement par polissage mécanochimique CMP. As illustrated in Figure 6, is then deposited a thick dielectric layer 24 on the entire integrated circuit 1. The thick dielectric layer 24 may comprise a first sublayer 25 said CESL, for example based on silicon nitride and a second sub-layer 26 made of SiO 2 which is then subjected to a flattening polishing by mechanochemical CMP. La couche diélectrique épaisse 24 fait ensuite l'objet d'une gravure anisotrope pour former des trous 27 et 28 (voir figure 7). The thick dielectric layer 24 is then subjected to anisotropic etching to form holes 27 and 28 (see Figure 7). Le trou 27 est formé à cheval entre la zone siliciurée 8 et la portion restante de la couche diélectrique 17 au-dessus de la grille 6. Le trou 28 est disposé principalement au-dessus de la partie supérieure 14 siliciurée de la grille 12 et au-dessus d'un espaceur 15. Les trous 27 et 28 sont formés d'abord par gravure de la sous-couche 26 à base de SiO 2 de la couche diélectrique épaisse 24, puis par gravure de la sous-couche 25 d'arrêt à base de nitrure de silicium de la couche diélectrique épaisse 24. Le trou 27 atteint d'une part la zone siliciurée 8 et d'autre part est limité par la couche diélectrique 16 qui présente une excellente sélectivité de gravure par rapport à la couche diélectrique 17. Le trou 28 débouche sur la surface supérieure de la partie supérieure siliciurée 14 de la grille 12. The hole 27 is formed straddling the silicided area 8 and the remaining portion of the dielectric layer 17 above the gate 6. The hole 28 is disposed primarily above the upper portion 14 of the silicided gate 12 and -Dessus a spacer 15. the holes 27 and 28 are first formed by etching the underlayer 26 based on SiO 2 of the thick dielectric layer 24 and then by etching the 25 stop sublayer based on silicon nitride of the thick dielectric layer 24. the hole 27 reaches the one hand the silicided area 8 and on the other hand is limited by the dielectric layer 16 having excellent etch selectivity relative to the dielectric layer 17. the hole 28 opens onto the upper surface of the upper part 14 of the silicided gate 12.
Comme on peut le voir sur la figure 8, on vient ensuite déposer du métal dans les trous 27 et 28, par exemple du tungstène, pour former des plots de connexion 29 et 30 correspondant respectivement aux trous 27 et 28. Le plot 29 est en contact direct avec la zone siliciurée 8 tout en étant isolé de la zone siliciurée 10 de la grille 6 en raison de la présence de la couche diélectrique 16. Le plot d'interconnexion 30 est en contact direct avec la zone siliciurée 14 de la grille 12 d'où un excellent contact électrique. As can be seen in Figure 8, then comes depositing metal into the holes 27 and 28, for example tungsten, to form connection pads 29 and 30 corresponding respectively to the holes 27 and 28. The stud 29 is direct contact with the silicided 8 while being isolated area of ​​the silicided area 10 of the grid 6 due to the presence of the dielectric layer 16. the interconnect pad 30 is in direct contact with the silicided area 14 of the gate 12 hence excellent electrical contact.
Grâce à l'invention, on voit qu'en utilisant judicieusement deux masques de gravure utilisés au préalable pour la formation des tranchées d'isolation 3 et des grilles 6 et 12, on parvient à former des plots d'interconnexion 29 destinés à entrer en contact avec des parties supérieures du substrat tout en restant isolés d'une grille 6 voisine disposée au-dessus du substrat 2 et des plots d'interconnexion 30 en contact direct avec une grille 12 située au-dessus d'une tranchée d'isolation 3. En assurant ainsi de façon fiable et économique l'isolation électrique entre un plot d'interconnexion destiné à être relié à une source ou à un drain et une grille, on peut réduire la distance séparant un plot d'interconnexion et une grille, et réduire la distance entre deux grilles disposées au-dessus de zones actives d'un substrat, d'où une densité d'intégration plus élevée, ce qui permet d'envisager de fabriquer des cellules mémoire en occupant une surface de substrat Thanks to the invention, it is seen that judicious use two etching masks used previously for the formation of isolation trenches 3 and the gates 6 and 12, is reached forming interconnect pads 29 intended to come into contact with upper portions of the substrate while being isolated from a gate 6 neighboring disposed above the substrate 2 and the interconnect pads 30 in direct contact with a gate 12 located above an isolation trench 3 . by thus ensuring a reliable and economic way the electrical insulation between an interconnection pad intended to be connected to a source or a drain and a gate, one can reduce the distance between an interconnection pad and a gate, and reduce the distance between two grids disposed above the active areas of a substrate, whereby a higher integration density, which allows to consider making memory cells occupying a substrate surface plus faible. weaker.
A titre de variante, on peut envisager de remplacer les deux étapes d'exposition illustrées respectivement sur les figures 3 et 4 par une seule étape au cours de laquelle on mettra en oeuvre un masque résultant de la combinaison mathématique des masques utilisés dans les étapes des figures 3 et 4. Ledit masque comporte seulement des zones protégées 22 correspondant à des grilles de transistor, lesdites grilles étant disposées au-dessus de zones actives du substrat 2. Ledit masque peut être généré de façon économique à partir de deux masques existants par combinaison mathématique et ce, sans être soumis au coût et au délai de développement d'un masque entièrement nouveau. Alternatively, it is conceivable to replace the two exposure steps respectively illustrated in Figures 3 and 4 by a single step during which it will implement a mask resulting from the mathematical combination of the masks used in the steps of figures 3 and 4. said mask contains only protected areas 22 corresponding to transistor gates, said gates being disposed above the active areas of the substrate 2. said mask may be generated economically from two existing masks by combining mathematics, without being subjected to the cost and development time of an entirely new mask.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 9 à 14, les références des éléments semblables ont été conservées. In the embodiment illustrated in Figures 9 to 14, the references of similar elements have been retained. Comme on peut le voir sur la figure 9, une couche diélectrique 16 plus épaisse que dans le mode de réalisation précédent est déposée sur le circuit intégré 1. L'épaisseur de la couche diélectrique 16 peut être comprise entre 50 et 200 angströms, préférablement entre 80 et 150 angströms. As can be seen in Figure 9, a dielectric layer 16 thicker than in the previous embodiment is deposited on the integrated circuit 1. The thickness of the dielectric layer 16 may be between 50 and 200 angstroms, preferably between 80 and 150 angstroms. La couche diélectrique 16 peut comprendre du dioxyde d'aluminium Al 2 O 3 . The dielectric layer 16 may comprise aluminum Al 2 O 3 dioxide. A la différence du mode de réalisation précédent, il n'est pas prévu de couche diélectrique 17 disposée sur la couche diélectrique 16. Unlike the previous embodiment, it is not intended dielectric layer 17 disposed on the dielectric layer 16.
Comme on peut le voir sur la figure 10, une couche de remplissage 21 est déposée suivie d'une couche de résine 18. Au moyen d'un masque 31 résultant de la combinaison mathématique des deux masques utilisés aux modes de réalisation précédents, on effectue une exposition unique de la couche de résine 18, une portion protégée 22 disposée verticalement au-dessus de la grille 6 restant non exposée. As can be seen in Figure 10, a filler layer 21 is deposited followed by a layer of resin 18. By means of a mask 31 resulting from the mathematical combination of the two masks used in the preceding embodiments, is carried out a single exposure of the resist layer 18, a protected portion 22 disposed vertically above the gate 6 remaining unexposed. On procède ensuite au développement de la résine exposée, ce qui provoque sa disparition sauf dans la zone protégée 22. Puis on effectue une gravure du matériau de remplissage 21 qui peut comprendre du carbone amorphe. This is followed by development of the exposed resin, which causes the disappearance except in the protected area 22. Then, etching is carried out of the filling material 21 which may comprise amorphous carbon. La gravure peut s'effectuer à l'oxygène et provoque le retrait du matériau de remplissage 21 en dehors d'une zone comprise entre la zone protégée 22 et la couche diélectrique 16. On procède ensuite à la gravure anisotrope de la couche diélectrique 16, ce qui provoque son retrait sauf dans la zone protégée par la zone protégée 22 et la portion de matériau de remplissage restant entre la zone protégée 22 et la grille. The etching may be carried out with oxygen and causes removal of the filling material 21 outside of an area between the protected area 22 and the dielectric layer 16. This is followed by the anisotropic etching of the dielectric layer 16, causing its removal except in the area protected by the protected area 22 and the filling material portion remaining between the protected area 22 and the grid. La gravure de la couche diélectrique 16 peut être effectuée par voie humide avec de l'acide fluorhydrique dilué. Etching the dielectric layer 16 may be done by wet with dilute hydrofluoric acid. Ce type de gravure est très sélectif par rapport au silicium du substrat 2, à l'oxyde de silicium des tranchées isolantes 3 et au siliciure métallique des zones siliciurées 7 et 8. Comme on peut le voir sur la figure 11, il subsiste alors un chapeau de matériau diélectrique résultant de la gravure de la couche diélectrique 16 disposée au-dessus de la grille 6 et des espaceurs 11. This type of etching is highly selective relative to the silicon substrate 2, the silicon oxide insulating trenches 3 and the metal silicide regions silicided 7 and 8. As can be seen in Figure 11, it then remains a dielectric cap resulting from the etching of the dielectric layer 16 disposed above the grid 6 and spacers 11.
On dépose ensuite un ensemble bi-couches 24 comprenant une première couche 25 d'arrêt, par exemple à base de nitrure de silicium et une deuxième couche diélectrique 26, par exemple à base d'oxyde de silicium et présentant une forte épaisseur, ce qui permet d'obtenir une surface supérieure plane à partir de laquelle on peut procéder aisément à des étapes de gravure. then depositing a bi-layer assembly 24 comprising a first barrier layer 25 of, for example based on silicon nitride and a second dielectric layer 26, for example based on silicon oxide and having a high thickness, which allows to obtain a flat upper surface from which it is easy to carry out etching steps.
L'on effectue tout d'abord une gravure anisotrope de la couche diélectrique 26 sélectivement par rapport à la couche d'arrêt 25, puis une gravure anisotrope de la couche d'arrêt 25 sélective par rapport à la couche diélectrique 16 et par rapport à la partie supérieure 14 siliciurée de la grille 12 et par rapport à la zone siliciurée 8 (voir figure 13). The first an anisotropic etching of the dielectric layer 26 selectively with respect to the barrier layer 25, and then anisotropic etching of the selective barrier layer 25 with respect to the dielectric layer 16 and relative to the upper portion 14 of the silicided gate 12 and over the silicided area 8 (see Figure 13). On procède ensuite au remplissage des trous 27 et 28 ainsi formés à travers l'ensemble bi-couche 24 par une espèce métallique, par exemple du tungstène, pour former des connecteurs. then one proceeds to filling the holes 27 and 28 and formed through the entire bi-layer 24 by a metal case, for example tungsten, to form connectors.
Comme on peut le voir sur la figure 14, les connecteurs 29 et 30 formés dans les trous 27 et 28 de la figure 13 remplissent lesdits trous. As can be seen in Figure 14, connectors 29 and 30 formed in the holes 27 and 28 of the Figure 13 fill said holes. Le connecteur 29 est isolé par rapport à la partie supérieure siliciurée 10 de la grille 6 grâce au chapeau formé par la couche diélectrique 16 tout en étant en contact électrique avec la zone siliciurée 8. Le connecteur 30 est en contact direct avec la partie supérieure siliciurée 14 de la grille 12. The connector 29 is insulated from the upper part 10 of the silicided gate 6 with the cap formed by the dielectric layer 16 while being in electrical contact with the silicided area 8. The connector 30 is in direct contact with the upper part silicided 14 of the gate 12.
A titre de variante, on peut prévoir de réaliser le premier mode de réalisation avec un seul masque résultant de la combinaison mathématique du masque servant à la définition des tranchées d'isolation et du masque servant à la définition des grilles ou encore d'exécuter le deuxième mode de réalisation en mettant en oeuvre lesdits deux masques successivement. Alternatively, it may be provided to realize the first embodiment with a single mask resulting from the mathematical combination of the mask for the definition of the insulation trenches and the mask used to define the gates or to execute the second embodiment by employing said two masks in succession.
Le procédé se prête extrêmement bien à une fabrication économique de circuits intégrés, notamment de cellules mémoire à très haute densité en réduisant très fortement le risque de court-circuit entre le contact et une grille disposée sur une zone active. The method lends itself extremely well to economical manufacture of integrated circuits, especially of high density memory cells by reducing dramatically the risk of short-circuiting between the contact and a gate disposed on an active region. De par sa conception, le procédé assure qu'une grille disposée au-dessus d'une tranchée d'isolation peut être reliée à un plot de contact, ce qui s'avère souhaitable dans la mesure où l'encombrement du circuit intégré est nettement plus faible au-dessus des tranchées d'isolation, et assure également qu'une grille disposée au-dessus d'une zone active est isolée par rapport aux plots de connexion, ce qui permet d'utiliser de façon fiable des plots pour la connexion avec un drain ou une source de transistor dans une zone où l'encombrement du circuit intégré est en général très élevé. By design, the method ensures that a grid arranged above an isolation trench may be connected to a contact pad, which is desirable to the extent that the bulk of the integrated circuit is significantly lower above the insulation trenches, and also provides a gate disposed above an active area is insulated from the bonding pads, thereby reliably use pads for connection with a drain or a source transistor in an area where the bulk of the integrated circuit is generally very high. Bien entendu, la grille 6 illustrée sur les figures peut s'étendre transversalement au plan de coupe jusqu'à venir au-dessus d'une tranchée d'isolation et être reliée en ce lieu à un plot de connexion permettant de commander le ou les transistors correspondants. Of course, the gate 6 shown in the figures may extend transversely to the cutting plane until it comes over an isolation trench and connected in place to a connection pad for controlling or corresponding transistors.
Le procédé de fabrication d'un circuit intégré permet de réaliser une grille isolée d'un plot d'interconnexion formé à proximité et relié à une surface supérieure de substrat au-dessus d'une zone active. The method of manufacturing an integrated circuit allows for an insulated gate of an interconnection pad formed near and connected to an upper surface of substrate over an active area. A cette fin, une couche diélectrique est formée au-dessus de la partie supérieure de la grille et éventuellement au-dessus de l'espaceur voisin de la grille. To this end, a dielectric layer is formed above the top of the grid and optionally above the neighboring spacer grid. La couche diélectrique est formée sur l'ensemble du circuit intégré puis gravée en utilisant les masques utilisés au préalable pour la fabrication de la grille et pour la fabrication de la zone isolante. The dielectric layer is formed on the entire integrated circuit and etched using masks previously used for the manufacture of the grid and for the manufacture of the insulating zone.
Le circuit intégré peut comprendre un substrat dans lequel est formée au moins une zone active et au moins une zone isolante, par exemple une tranchée d'isolation peu profonde. The integrated circuit may include a substrate in which is formed at least one active region and at least one insulating zone, for example a shallow isolation trench. Une grille est formée au-dessus d'une zone active du substrat. A gate is formed over an active region of the substrate. Une couche diélectrique comprenant de l'oxyde d'aluminium est disposée au-dessus de la partie supérieure de la grille tout en étant dans la mesure du possible, légèrement plus large. A dielectric layer comprising aluminum oxide is disposed over the top of the grid while the extent possible, slightly wider. Ainsi, la grille est isolée électriquement par rapport à d'autres éléments formés au voisinage de la couche diélectrique, notamment d'un plot de connexion relié à la zone active mais susceptible de chevaucher partiellement la grille compte tenu des imprécisions de fabrication. Thus, the grid is electrically isolated from other elements formed in the vicinity of the dielectric layer, in particular a bonding pad connected to the active region but may partially overlap the gate light of manufacturing inaccuracies.
Procédé de protection de la grille (6) d'un transistor dans un circuit intégré (1) pour la réalisation d'un plot d'interconnexion (29), le transistor comprenant un substrat (2), au moins une zone active formée dans le substrat, au moins une zone isolante (3) formée dans le substrat, une grille (6), la grille étant formée au-dessus d'une zone active, le procédé comprenant les étapes suivantes : A method for protecting the gate (6) of a transistor in an integrated circuit (1) for the realization of an interconnection pad (29), the transistor comprising a substrate (2), at least one active area formed in the substrate, at least one insulating zone (3) formed in the substrate, a gate (6), the gate being formed over an active area, the method comprising the steps of:
- former une couche diélectrique (16) sur le transistor, la couche diélectrique venant recouvrir la grille ; - forming a dielectric layer (16) on the transistor, the dielectric layer from the cover grille;
- effectuer une gravure de la couche diélectrique (16) en la laissant subsister au moins sur ladite grille de telle sorte que ladite grille est isolée électriquement par rapport à d'autres éléments formés au-dessus de ladite couche diélectrique, ladite gravure étant effectuée au moyen d'un masque utilisé pour la fabrication de la grille et au moyen d'un masque utilisé pour la fabrication de la zone isolante. - performing an etching of the dielectric layer (16) leaving it to remain at least on said gate so that said gate is electrically isolated from other elements formed above said dielectric layer, said etching being carried out means of a mask used for the manufacture of the grid and by means of a mask used for the manufacture of the insulating zone.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel le masque utilisé pour la fabrication de la grille et le masque utilisé pour la fabrication de la zone isolante sont combinés préalablement à la gravure. The method of claim 1, wherein the mask used for manufacturing the gate and the mask used for manufacturing the insulating zone are combined prior to the etching.
Procédé selon la revendication 1, dans lequel le masque utilisé pour la fabrication de la grille et le masque utilisé pour la fabrication de la zone isolante sont mis en oeuvre successivement. The method of claim 1, wherein the mask used for manufacturing the gate and the mask used for the manufacture of the insulating region are implemented successively.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche diélectrique comprend une sous-couche (16) à base d'oxyde d'aluminium et une sous-couche (17) à base de nitrure de silicium. A method according to any preceding claim, wherein the dielectric layer comprises an underlayer (16) of aluminum oxide and a sub-base layer (17) based on silicon nitride.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la couche diélectrique comprend une couche à base d'oxyde d'aluminium. A method according to any one of claims 1 to 3, wherein the dielectric layer comprises a layer based on aluminum oxide.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un plot d'interconnexion (29) est formé au-dessus d'une zone active et partiellement au dessus de la grille. A method according to any preceding claim, wherein an interconnection pad (29) is formed above an active region and partially over the gate.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape a) comprend le dépôt conforme d'au moins une couche pouvant être gravée sélectivement par rapport au substrat. A method according to any preceding claim, wherein step a) comprises conformally depositing at least one layer being selectively etched relative to the substrate.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape b) comprend : A method according to any preceding claim, wherein step b) comprises:
b1) le dépôt d'une couche de résine (18), b1) depositing a resin layer (18),
b2) l'exposition de la couche de résine hors de ladite grille, b2) exposing the resin layer from said gate,
b3) le développement des parties exposées de la couche de résine, b3) developing the exposed portions of the resin layer,
b4) le retrait de la partie découverte de la couche diélectrique, b4) removing the exposed portion of the dielectric layer,
b5) le retrait du reste de la couche de résine. b5) removing the remainder of the resin layer.
Procédé selon la revendication 8, dans lequel avant l'étape b1) a lieu le dépôt d'une couche de remplissage (21), entre les étapes b3) et b4) a lieu le retrait de la partie découverte de la couche de remplissage (21). The method of claim 8, wherein prior to step b1) takes place depositing a filler layer (21) between the steps b3) and b4) takes place the removal of the uncovered part of the filling layer ( 21).
Circuit intégré (1) comprenant un transistor formé dans un substrat pourvu d'au moins une zone isolante (3), le transistor comprenant au moins une zone active formée dans le substrat, une grille (6), la grille étant formée au-dessus d'une zone active, caractérisé par le fait qu' il comprend une couche diélectrique (16) comprenant de l'oxyde d'aluminium, recouvrant au moins la grille, de telle sorte que ladite grille (6) est isolée électriquement par rapport à d'autres éléments formés au-dessus de ladite couche diélectrique. integrated circuit (1) including a transistor formed in a substrate provided with at least one insulating zone (3), the transistor comprising at least an active region formed in the substrate, a gate (6), the gate being formed over an active zone, characterized in that it comprises a dielectric layer (16) comprising aluminum oxide, covering at least the gate, so that said grid (6) is electrically insulated with respect to other elements formed above said dielectric layer.
Circuit selon la revendication 10, dans lequel la couche diélectrique (16) comprend une épaisseur à base d'oxyde d'aluminium comprise entre 3 et 15 nm. Circuit according to claim 10, wherein the dielectric layer (16) comprises a thickness of aluminum oxide between 3 and 15 nm.
Circuit selon la revendication 11, dans lequel la couche diélectrique comprend, en outre, une épaisseur à base de nitrure de silicium comprise entre 5 et 15 nm. Circuit according to claim 11, wherein the dielectric layer further comprises a thickness based on silicon nitride of between 5 and 15 nm.
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