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GEBIET DER VORLIEGENDEN
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Herstellung integrierter
Schaltungen und betrifft insbesondere die Herstellung von Abstandselementen,
die zur Ausbildung von Feldeffekttransistoren verwendet werden,
wobei die Abstandselemente als Implantationsmaske und/oder als Silizidierungsmaske
dienen können.
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BESCHREIBUNG
DES STANDS DER TECHNIK
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Gegenwärtig wird
der überwiegende
Anteil integrierter Schaltungen auf der Grundlage von Silizium mit
kritischen Strukturgrößen in hoch
entwickelten Bauelementen in der Größenordnung von 0.1 μm und darunter
hergestellt. Die Herstellung von Transistorelementen, die die wesentlichen
Komponenten komplexer Schaltungen, etwa von Mikroprozessoren, von
Speicherelementen und dergleichen, bilden, erfordert typischerweise
unter anderem eine gesteuerte Einführung von Dotierstoffen in
präzise
definierte Siliziumgebiete. Die MOS-Schaltungsarchitektur, die gegenwärtig die
bevorzugte Technologie zur Herstellung von Logikschaltungen auf
Grund des besseren Leistungsverhaltens in Hinblick auf die Leistungsaufnahme
repräsentiert,
erfordert die Herstellung hoch dotierter Siliziumgebiete, wobei
ein schwach entgegengesetzt dotiertes oder im Wesentlichen undotiertes
Kanalgebiet zwischen diesen angeordnet ist; die Leitfähigkeit
des Kanalgebiets wird dabei durch ein elektrisches Feld gesteuert,
das durch Anlegen einer Steuerspannung an eine Gateelektrode erzeugt
wird, die in der Nähe
des Kanalgebiets und davon getrennt durch eine Gateisolationsschicht
angeordnet ist. Somit erfordert eine Reduzierung der Größe des Transistorelements
auch die Verringerung des Abstandes zwischen den hoch dotierten
Siliziumgebieten. Dieser Abstand repräsentiert ein wichtiges Entwurfskriterium
und wird auch als die „Kanallänge" bezeichnet. In gegenwärtig bevorzugten
CMOS-Technologien wird die Gateelektrode vor der Herstellung der hoch
dotierten Siliziumgebiete, die auch als „Draingebiet und Sourcegebiet" bezeichnet werden,
strukturiert, um damit die Transistorgeometrie, d. h. die räumliche
Beziehung zwischen der Gateelektrode, dem Draingebiet und dem Sourcegebiet,
in einer selbstjustierenden Weise zu erhalten. Das Reduzieren der Kanallänge erfordert
daher auch eine entsprechende Verringerung der Größe der Gateelektrode.
Im Allgemeinen kann die Gateelektrode zumindest teilweise als ein
leitungsähnliches
Schaltungselement betrachtet werden, dessen Breite mit der entsprechenden
Kanallänge
verknüpft
ist, und damit auch als „Gatelänge" bezeichnet wird.
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Da
die Herstellung der Transistorelemente und insbesondere das Ausbilden
eines geeignet geformten Dotierstoffprofiles in dem Draingebiet
und dem Sourcegebiet, mehrere Hochtemperaturprozesse zum Aktivieren
der Dotierstoffe und zum teilweise Ausheilen von durch Implantation
hervorgerufener Gitterschäden
erfordert, ist Polysilizium gegenwärtig das bevorzugte Material
für die
Gateelektrode auf Grund der guten und gut verstandenen Eigenschaften
der Silizium/Siliziumdioxid-Grenzfläche, da Siliziumdioxid häufig zur
Herstellung der Gateisolationsschicht verwendet wird, die das Kanalgebiet
von der Gateelektrode trennt. Obwohl das Ausbilden einer Polysiliziumgateelektrode
vor der Herstellung der Drain- und Sourcegebiete eine selbstjustierte
Transistorgeometrie gewährleistet,
stellt sich dennoch heraus, dass komplexe, präzise definierte Dotierstoffprofile
in der lateralen Richtung erforderlich sind, um das geforderte Transistorverhalten
bei äußerst größenreduzierten
Transistorbauelementen zu erhalten. Aus diesem Grunde werden sogenannte „Seitenwandabstandselemente" oder kurz gesagt „Abstandselemente" typischerweise an
Seitenwänden
der Gateelektrode hergestellt, die man als dielektrische Erweiterungen
der Gateelektrode betrachten kann. Somit modifizieren die Abstandselemente
entsprechend die lateralen Abmessungen der Gateelektrode, die als
eine Implantationsmaske während
der Implantationssequenzen zum Erzeugen des erforderlichen Dotierstoffprofiles
dient. Da die Abmessungen der Seitenwandabstandselemente im Wesentlichen
das Dotierstoffprofil, das nach der Implantation erhalten wird,
bestimmen, führt
die Notwendigkeit für äußerst komplexe
laterale Dotierstoffprofile auch zu hochentwickelten Herstellungstechniken
für die
Abstandselemente, in denen fortschrittliche Abscheide- und Ätzprozesse
angewendet werden müssen,
um das geforderte Dotierstoffprofil nach der Implantation zu erreichen.
Für gewöhnlich ist
es bei hoch entwickelten MOS-Transistorbauelementen erforderlich,
dass zwei oder mehrere Seitenwandabstandselemente der Reihe nach
ausgebildet werden, wobei nach Beendigung jedes entsprechende Abstandselements ein
Implantationsprozess ausgeführt
wird, wobei die entsprechenden Abstandselemente in Kombination mit
der Gateelektrode als temporäre
Implantationsmasken dienen. Somit ist eine gleichförmige und
zuverlässige
Technologie für
die Abstandselemente erforderlich, um ein gleichförmiges Transistorverhalten bereitzustellen.
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Auf
Grund der ständigen
Reduzierung der Strukturgrößen müssen auch
die Kanallänge
und damit die Gatelänge
der Transistorbauelemente verringert werden, wodurch die Leitfähigkeit
der Gateelektrode auf Grund einer reduzierten Querschnittsfläche und
eines überproportionalen
Anstiegs einer Dotierstoffverarmung in der Gateelektrode verringert
wird. Ferner steigt der Kontakt- und Schichtwiderstand der Drain-
und Sourcegebiete ebenso an, wenn die Strukturgrößen reduziert werden. Der Verringerung der
Leitfähigkeit
der Gateelektrode und der Drain- und Sourcegebiete wird typischerweise
entgegengewirkt, indem ein hoch leitfähiges Metallsilizid in der Gateelektrode
und den Drain- und Sourcegebieten gebildet wird. Während des
Sililzierungsprozesses dienen die Seitenwandabstandselemente auch
als eine Reaktionsmaske, die eine Reaktion des Metalls mit dem darunter
liegenden Siliziummaterial ermöglicht,
aber im Wesentlichen eine Silizidbildung innerhalb der Abstandselemente
verhindert, wodurch eine selbstjustierende Silizidausbildung gewährleistet wird.
In jüngsten
Entwicklungen wurde die Menge des Silizids, das in der Gateelektrode
gebildet wird, erhöht,
indem die Seitenwandabstandselemente teilweise abgetragen werden,
um somit einen größeren Anteil
der Oberfläche
der Gateelektrode freizulegen, wodurch das Ausbilden eines größeren Metallsilizidbereichs
ermöglicht
wird. Das Abtragen der Seitenwandabstandselemente geht jedoch mit
gewissen Problemen einher, die mit Bezug zu den 1a bis 1c detaillierter
beschrieben werden.
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1a zeigt schematisch eine
Querschnittsansicht eines Transistorelements 100 in einem
fortgeschrittenen Herstellungsstadium. Das Transistorelement 100 umfasst
ein Substrat 101, das ein Siliziumsubstrat oder ein SOI-(Silizium
auf Isolator) Substrat repräsentieren
kann, das darauf ein Siliziumgebiet 102 ausgebildet aufweist,
das von einer Isolationsstruktur umschlossen ist, die beispielsweise
in Form einer Grabenisolationsstruktur bereitgestellt ist. Das Siliziumgebiet 102 weist
stark dotierte Drain- und Sourcegebiet auf, die als ein Erweiterungsgebiet 108 und
ein entsprechend tief dotiertes Gebiet 109 dargestellt
sind, das der Einfachheit halber als Draingebiet oder Sourcegebiet
bezeichnet wird. Die Drain- und Sourcegebiete 109 und die
Erweiterungsgebiete 108 sind in einer Transistorlängenrichtung,
d. h. in 1a in der horizontalen
Richtung, durch ein Kanalgebiet 110 getrennt, das typischerweise
leicht mit einem Dotierstoff des gegensätzlichen Leistungsfähigkeitstyps im
Vergleich zu den Erweiterungsgebieten und den Drain- und Sourcegebieten 108, 109 dotiert
ist. Eine Gateelektrode 104, die Polysilizium aufweist,
ist über dem
Siliziumgebiet 102 gebildet und ist davon durch eine Gateisolationsschicht 105 getrennt,
die Siliziumdioxid, Siliziumoxynitrid, Siliziumnitrid und dergleichen
aufweisen kann. Ferner ist eine Siliziumdioxidbeschichtung 106 auf
der Gateelektrode 104 und auf Oberflächenbereichen des Siliziumgebiets 102,
die nicht von der Gateelektrode 104 bedeckt sind, ausgebildet.
Seitenwandabstandselemente 107, die Siliziumnitrid aufweisen,
sind in einem Zwischenzustand während
einer Ätzprozedur,
die als 111 bezeichnet ist, dargestellt.
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Ein
typischer Prozessablauf zur Herstellung des Transistorelements 100,
wie es in 1a gezeigt ist,
kann die folgenden Prozesse umfassen. Nach der Herstellung der Isolationsstruktur 103 durch
modernste Lithographie-, Ätz-
und Abscheidetechniken, wenn Grabenisolationen betrachtet werden,
können Implantationssequenzen
ausgeführt
werden, um ein erforderliches vertikales Dotierstoffprofil in dem
Siliziumgebiet 102 zu schaffen, wie es beispielsweise für die Schwellwerteinstellung
und dergleichen erforderlich ist. Danach wir die Gateisolationsschicht 105 und die
Gateelektrode 104 durch beispielsweise hochentwickelte
Oxidationstechniken und/oder Abscheidetechniken und durch Abscheiden
einer Polysiliziumschicht mittels chemischer Dampfabscheidung bei geringem
Druck, und durch nachfolgendes Strukturieren des resultierenden
Schichtstapels durch etablierte Lithographie-Schrumpfätztechniken
und anisotrope Ätztechniken
gebildet. Danach werden die Erweiterungsgebiete 108 mittels
einer entsprechenden Implantationssequenz gebildet, wobei die Gateelektrode 104 als
eine Implantationsmaske dient. Anschließend wird die Siliziumdioxidbeschichtung 106 durch
plasmaunterstützte
chemische Dampfabescheidung (CVD) gebildet, wobei eine Dicke der
Siliziumdioxidbeschichtung 106 so bestimmt wird, dass diese
in Verbindung mit dem Seitenwandabstandselement 107 als
eine Erweiterung der Gateelektrode 104 während eines
nachfolgenden Implantationsvorganges zur Ausbildung der Drain- und
Sourcegebiete 109 dient. Die Siliziumdioxidbeschichtung 106 wird als
eine Ätzstoppschicht
während
des anisotropen Ätzprozesses 111 zur
Strukturierung der Seitenwandabstandselemente 107 benötigt. Danach
wird eine Siliziumnitridschicht durch plasmaunterstütztes CVD
abgeschieden, wobei eine Dicke der Schicht in Kombination mit der
Dicke der Siliziumdioxidbeschichtung 106 im Wesentlichen
die Gesamtbreite einer Implantationsmaske bestimmt, die durch die
Gateelektrode 104 und das Seitenwandabstandselement 107 mit
der Siliziumdioxidbeschichtung 106 definiert wird. Wie
zuvor erläutert
ist, erfordert das Verringern der Gatelänge, d. h. der horizontalen
Ausdehung der Gateelektrode 104 in 1a , und die damit verknüpfte Verringerung
der Dicke der Gateisolationsschicht 105 ein genaues Profilieren
der Dotierstoffkonzentration in der Nähe des Randes der Gateelektrode 104 im
Hinblick auf eine gewünschte
hohe Leitfähigkeit
und in Bezug auf ein Steuern des resultierenden elektrischen Feldes,
das während
des Betriebs des Transistorelements 100 dort vorherrscht. Daher
ist das Steuern der Dicke der Siliziumdioxidbeschichtung 106 und
der Siliziumnitridschicht, die für die
Ausbildung der Seitenwandabstandselemente 107 verwendet
werden, ein wichtiger Aspekt zum Erhalten im Wesentlichen gleichförmiger Transistoreigenschaften über eine
einzelne Chipfläche
hinweg und über
das gesamte Substrat 101 hinweg. Beispielsweise kann das
Bilden einer dünnen
konformen Schicht, etwa der Siliziumdioxidbeschichtung 106, von
der Art des Strukturmusters beeinflusst sein, zu dem das Transistorelement 100 gehört. D.h.,
in Substratbereichen oder Chipbereichen mit hoher Musterdichte,
d. h. mit einer hohen Anzahl an Gateelektroden pro Einheitsfläche, kann
sich die Abscheidekinetik von jener in Chip- oder Substratbereichen
unterscheiden, die darauf im Wesentlichen isolierte Gateelektroden,
d. h. Gateelektroden, die von benachbarten Leitungselementen durch
einen Abstand getrennt sind, der einige male größer als die Gatelänge ist,
unterscheiden. Aus diesem Grund und wegen typischen globalen Dickenschwankungen über das
Substrat hinweg beim Abscheideprozess von ungefähr 1.5% über die gesamte Substratfläche hinweg,
kann das Transistorverhalten entsprechend variieren, da die Dotierstoffprofile 108 und 109 eine
entsprechende Variation auf Grund einer variierenden Breite der Implantationsmaske,
d. h. der Gatelektrode 104 plus dem Abstandselement 107 und
der Beschichtung 106, während
der Implantationsprozesse aufweisen kann.
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Nach
dem Abscheiden der Siliziumnitridschicht wird der anisotrope Ätzprozess 111 so
ausgeführt,
um überschüssiges Material
zu entfernen, um damit die Seitenwandabstandselemente 107 zu
bilden. Während
des Ätzprozesses 111 schützt die
Siliziumdioxidbeschichtung 106 horizontal Bauteilbereiche,
die der Ätzfront
des Plasmaätzprozesses 111 ausgesetzt
sind. Wie zuvor erläutert
ist, wird in späteren
Herstellungsphasen ein Metallsilizid in der Gateelektrode 104 und
den Drain- und Sourcegebieten 109 gebildet. Da eine Größenreduzierung
der Gateelektrode 104 typischerweise mit einer Verringerung der
Leitfähigkeit
verknüpft
ist, ist es wünschenswert, möglichst
viel des Polysiliziums in ein gut leitendes Metallsilizid umzuwandeln,
um damit die geringere Querschnittsfläche und die verstärkte Dotierstoffverarmung
in der Gateelektrode 104 zu kompensieren. Folglich wird
in modernen Transistorbauelementen der anisotrope Ätzprozess 111 fortgesetzt,
um damit einen oberen Seitenwandbereich der Gateelektrode 104 freizulegen,
der dann als ein vergrößerter Diffusionsweg
während
der Umwandlung des Siliziums in ein Metallsilizids dient.
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1b zeigt schematisch das
Bauelement 100 nach Beendigung des anisotropen Ätzprozesses 111,
wodurch ein größenreduziertes
Seitenwandabstandselement 107a gebildet wird. Ferner werden freigelegte
Bereiche der Siliziumdioxidbeschichtung 106 im Wesentlichen
entfernt – zumindest
von horizontalen Oberflächenbereichen,
während
Reste 112 der Siliziumdioxidbeschichtung 106 immer
noch an oberen Seitenwandbereichen 104a der Gateelektrode 104 vorhanden
sein können,
die durch die größenreduzierten
Seitenwandabstandselemente 107a freigelegt sind.
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In
einem typischen konventionellen Prozessablauf wird die Siliziumdioxidbeschichtung 106 mittels
eines nasschemischen Prozesses beispielsweise unter Verwendung (wässriger)
Fluorsäure
(HF), gefolgt von einem Sputter-Reinigungsprozess vor dem Sputter-Abscheideprozess
eines hochschmelzenden Metalls entfernt. Auf Grund der ausgeprägten richtungsabhängigen Natur
des Sputter-Reinigungsprozesses wird jedoch die Siliziumdioxidbeschichtung 106 unter
Umständen
nicht vollständig
vor der anschließenden
Metallabscheidung entfernt. Folglich können die Reste 112 einen
gewissen Bereich der Diffusionswege während einer chemischen Reaktion zwischen
dem hochschmelzenden Metall und dem Polysilizium der Gateelektrode 104 blockieren.
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1c zeigt schematisch die
Situation während
der Ausbildung von Metallsilizid auf der Oberseite der Gateelektrode 104 in
größerem Detail.
Eine Schicht 113 mit einem hochschmelzenden Metall, etwa
Kobalt, Nickel oder dergleichen, ist über der Gateelektrode 104 und
entsprechend einem typischen Prozessablauf über den Drain- und Sourcegebieten 109 gebildet,
wobei im Wesentlichen nicht behinderte Diffusionswege 114 für das hochschmelzende
Metall der Schicht 113 bereitstehen, während an Stellen mit den Oxidresten 112 Diffusionswege 115 im
Wesentlichen für
das Umwandeln des hochschmelzenden Metalls in der Schicht 113 in
ein hochleitendes Metallsilizid blockiert sind. Somit ist die Menge
des Metallsilizids und damit die schließlich erreichte Leitfähigkeit
der Gateelektrode 104 reduziert im Vergleich zu der Leitfähigkeit,
die durch das Vorsehen der höhenreduzierten
Abstandselemente 107a beabsichtigt ist. Somit kann eine
weitere Größenreduzierung
des Bauteils von einem geringeren Zuwachs an Transistorleistungsfähigkeit
begleitet sein auf Grund der reduzierten Gateleitfähigkeit
und den Dickenschwankungen der Oxidbeschichtung 106, die
zur Strukturierung der Abstandselemente 107a verwendet
wird.
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Angesicht
der oben erläuterten
Situation besteht ein Bedarf für
eine verbesserte Technik zur Herstellung höhenreduzierter Seitenwandabstandselemente,
die es ermöglicht,
die Leitfähigkeit
der Gatelektrode zu verbessern, während ein hohes Maß an Kompatibilität zu dem
konventionellen Prozessablauf beibehalten wird.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Im
Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an eine Technik,
die das Herstellen von Seitenwandabstandselementen ermöglicht,
wobei eine Dicke einer Ätzstoppschicht
auf horizontalen Bereichen des Substrats, d. h. auf Bereichen, die
einer anisotropen Ätzatmosphäre während des
Strukturierens der Seitenwandabstandselemente ausgesetzt sind, deutlich
erhöht
wird im Vergleich zu einer Dicke jener Bereich der Ätzstoppschicht,
die durch eine Reduzierung der Höhe
der Seitenwandabstandselemente freigelegt werden. Folglich kann
die Ätzstoppschicht
zuverlässig
von freigelegten oberen Seitenwandbereichen eines Leitungselements,
etwa einer Gateelektrode, entfernt werden, selbst wenn ein äußerst richtungsgebundener
Reinigungsprozess, etwa ein Sputter-Reinigungsprozess, angewendet
wird.
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Gemäß einer
anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bilden eines
Leitungselements über
einer Halbleiterschicht, wobei das Leitungselement eine obere Fläche und
eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweist. Anschließend wird
ein Ätzstoppschicht
in gerichteter Weise bzw. richtungsabhängig über dem Leitungselement und
der Halbleiterschicht so abgeschieden, um die obere Fläche und die
Halbleiterschicht mit einer gewünschten
Dicke abzudecken, während
eine reduzierte Dicke an der ersten Seitenwand und an der zweiten
Seitenwand erzeugt wird. Ferner wird eine Abstandsschicht über der Ätzstoppschicht
abgeschieden und die Abstandsschicht wird dann anisotrop geätzt, um
ein Abstandselement zu bilden, wobei die auf der oberen Oberfläche des
Leitungselements und auf der Halbleiterschicht gebildete Ätzstoppschicht
verwendet wird, das anisotrope Ätzen
zu steuern.
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Gemäß einer
weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bilden eines
Leitungselements über einer
Halbleiterschicht, wobei das Leitungselement eine obere Fläche eine
ersten Seitenwand und eine zweite Seitenwand aufweist. Anschließend wird
eine Ätzstoppschicht
in gerichteter Weise über dem
Leitungselement und der Halbleiterschicht so abgeschieden, um die
obere Fläche
und die Halbleiterschicht mit einer gewünschten Dicke abzudecken, wobei
die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand im Wesentlichen freigelegt
bleiben. Des weiteren wird eine Abstandsschicht über der Ätzstoppschicht abgeschieden
und die Abstandsschicht wird dann anisotrop geätzt, um ein Abstandselement
zu bilden, wobei die Ätzstoppschicht,
die auf der oberen Fläche
des Leitungselements und auf der Halbleiterschicht gebildet ist,
benutzt wird, um das anisotrope Ätzen
zu steuern.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Transistor eine Gateelektrodenstruktur,
die über
einer Halbleiterschicht ausgebildet ist und eine obere Fläche und
Seitenwände
aufweist. Eine erste Beschichtung mit einer ersten Dicke ist über einem unteren
Bereich der Seitenwände
gebildet. Eine zweite Beschichtung mit einer zweiten Dicke, die
größer als
die erste Dicke ist, ist auf einem Bereich der Halbleiterschicht
benachbart zu der Gateelektrodenstruktur gebildet. Ein Abstandselement
ist benachbart zu der ersten und der zweiten Beschichtung ausgebildet.
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Gemäß einer
weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Transistor eine Gateelektrodenstruktur,
die über
einer Halbleiterschicht ausgebildet ist und eine obere Fläche und
eine Seitenwand aufweist. Eine Beschichtung ist auf einem Teil der
Halbleiterschicht gebildet. Ein Abstandselement ist auf der Beschichtung ausgebildet,
wobei die Beschichtung mit der Seitenwand in Kontakt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird; es zeigen
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1a bis 1c schematisch
Querschnittsansichten eines Transistorelements mit größenreduzierten
Abstandselementen, die entsprechend einem konventionellen Prozessablauf
gebildet sind; es zeigen
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2a bis 2d schematisch
Querschnittsansichten eines Transistorelements mit einem höhenreduzierten
Abstandselement, das mittels eines gerichteten bzw. richtungsabhängig abgeschiedenen Ätzstoppschicht
gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gebildet ist; und
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3a bis 3d schematisch
Querschnittsansichten eines Transistorelements während diverser Herstellungsphasen
gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist,
wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den
Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein,
dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen
offenbarten anschaulichen Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich
beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar,
deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert
ist.
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Wie
zuvor erläutert
ist, beruht die vorliegende Erfindung auf dem Konzept, dass der
anisotrope Ätzprozess
zur Strukturierung von Seitenwandabstandselementen einen zuverlässigen Schutz
lediglich der horizontalen Oberflächenbereiche erfordert, während vertikale
Seitenwandbereiche eines Leitungselements, etwa einer Gateelektrode,
im Wesentlichen keine Ätzstoppschicht
oder eine Ätzstoppschicht
mit deutlich reduzierter Dicke im Vergleich zu den horizontalen
Bereichen erhalten zu braucht, wodurch der Materialabtrag der Ätzstoppschicht
von den vertikalen Bereichen in einer höchst effizienten Weise ermöglicht wird,
selbst wenn zumindest teilweise sehr richtungsabhängige Reinigungsprozesse angewendet
werden. Da äußerst richtungsabhängige Abscheidetechniken
im Stand der Technik etabliert sind, können beliebige geeignete Prozessrezepte vorteilhafterweise
beim Ausführen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wodurch ein hohes Maß an Kompatibilität mit gegenwärtig etablierten Prozesstechnologien
geboten wird. Beispielsweise können
plasmaunterstützte
CVD-Techniken mit hoher Plasmadichte angewendet werden, um eine
Materialschicht über
einer strukturierten Oberfläche
zu erzeugen, wobei Prozessparameter, etwa die Hochfrequenzleistung
und/oder die Vorspannungsleistung, der Gasdruck und dergleichen
so gewählt
werden können,
um eine Stufenabdeckung deutlich zu reduzieren. Im Gegensatz dazu
wird entsprechend der konventionellen Lehre die Stufenabdeckung
auf einem hohen Niveau gehalten, um eine im Wesentlichen konforme
Oxidbeschichtung vor der Ausbildung der Siliziumnitridabstandselemente
bereitzustellen. Eine weitere gut bekannte Abscheidetechnik, die eine äußerst richtungsabhängige Teilchenabscheidung
auf strukturierten Oberflächen
bietet, ist die Sputter-Abscheidung, wobei ein Prozessdruck und/oder
eine Plasmadichte und/oder eine Vorspannung so eingestellt werden
können,
um eine deutlich reduzierte Abscheiderate an vertikalen Substratbereichen
im Vergleich zu horizontalen Substratbereichen zu erhalten. In dieser
Hinsicht soll betont werden, dass die Begriffe „vertikal" und „horizontal" so gemeint sind,
um eine Richtung in Bezug auf eine Substratoberfläche zu repräsentieren,
wobei „horizontal" eine Richtung kennzeichnet,
die im Wesentlichen parallel zu der Substratoberfläche ist,
während „vertikal" eine Richtung bezeichnet,
die im Wesentlichen senkrecht zu der Substratoberfläche liegt.
Das oben erläuterte
Konzept wird nunmehr detaillierter mit Bezug zu weiteren anschaulichen
Ausführungsformen
beschrieben, die in den 2a bis 2d und
in den 3a bis 3d dargestellt
sind.
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In 2a umfasst
ein Halbleiterbauteil 200 ein Substrat 201 mit
einem darauf ausgebildeten Halbleitergebiet 202. Das Halbleitergebiet 202 kann ein
Siliziumgebiet repräsentieren,
da gegenwärtig
die meisten komplexen integrierten Schaltungen auf der Grundlage
von kristallinem Silizium hergestellt werden. In anderen Fällen kann
das Halbleitergebiet 202 Silizium/Germanium, Silizium/Kohlenstoff
oder andere Halbleiterverbindungen, etwa II-VI oder III-V-Halbleiter
aufweisen. Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung
besonders vorteilhaft in Verbindung mit Halbleitern auf Siliziumbasis
ist, da in diesem Falle typischerweise höhenreduzierte Seitenwandabstandselemente
gebildet werden, um das Oberflächengebiet
zum Ingangsetzen einer chemischen Reaktion mit einem hochschmelzenden
Metall zu vergrößern. In
anderen Halbleiterarchitekturen kann es jedoch auch nützlich sein,
vertikale Wandbereiche eines Leitungselements, das daran ausgebildete
Abstandselemente aufweist, freizulegen, so dass das Konzept der
vorliegenden Erfindung auch vorteilhafterweise in diesen Fällen anwendbar
ist. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf Halbleiter
auf Siliziumbasis eingeschränkt
betrachtet werden, sofern derartige Einschränkungen nicht explizit in den
angefügten
Patentansprüchen
aufgeführt sind.
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Das
Halbleitergebiet 202 ist von einer Isolationsstruktur 203 umschlossen,
die beispielsweise in Form einer Grabenisolationsstruktur vorgesehen
ist, wobei die Isolationsstruktur 203 im Wesentlichen vollständig das
Gebiet 202 von benachbarten Schaltungselementen isolieren
kann, wie dies beispielsweise bei SOI-Bauelementen der Fall ist. Über dem Halbleitergebiet 202 ist
ein Leitungselement 204 aus einem geeigneten Material gebildet,
wobei, wie zuvor erläutert
ist, Polysilizium häufig
als Material für
Halbleiterbauelemente auf Siliziumbasis auf Grund der überlegenen
Eigenschaften von Silizium, das auf Siliziumdioxid und dergleichen
gebildet ist, verwendet wird, das ein typisches Material für eine Gateisolationsschicht 205 repräsentieren
kann, das das Leitungselement 204 elektrisch von dem darunter
liegenden Halbleitergebiet 202 isoliert. Das Leitungselement 204,
das der Einfachheit halber auch als eine Gateelektrode bezeichnet
werden kann, wenn das Halbleiterbauelement 200 einen Feldeffekttransistor repräsentieren
soll, kann aus einem beliebigen anderen geeigneten Material aufgebaut
sein, das eine ausreichende thermische Stabilität für die weitere Bearbeitung des
Bauteils 200 aufweist. Wie zuvor mit Bezug zu 1a erläutert ist,
kann die Gateisolationsschicht 205 Siliziumdioxid, Siliziumoxynitrid,
Siliziumnitrid und dergleichen in Halbleiterbauteilen auf Siliziumbasis
aufweisen, oder kann eines oder mehrere Materialien enthalten, die
die geforderten Kriterien hinsichtlich der Zuverlässigkeit
und der Permittivität
erfüllen.
Es können
Erweiterungsgebiete 208 in der Halbleiterschicht 202 ausgebildet
sein. Eine Ätzstoppschicht 206,
die in einer Ausführungsform
Siliziumdioxid aufweist, ist auf dem Halbleitergebiet 202 und
einer oberen Fläche 204c der
Gateelektrode 204 gebildet, während Seitenwände 204a der
Gateelektrode 204 in einer speziellen Ausführungsform
im Wesentlichen kein Material der Ätzstoppschicht 206 aufweisen,
oder in anderen Ausführungsformen
weisen die Seitenwände 204a daran
die Ätzstoppschicht 206 (nicht
gezeigt) mit einer deutlich reduzierten Dicke im Vergleich zu der
Dicke an der oberen Fläche 204c auf.
Z. B. kann das Halbleiterbauelement 200 ein Transistorelement
mit einer Gatelänge
von 0.1 μm
oder weniger repräsentieren.
In diesem Falle kann eine Dicke der Ätzstoppschicht 206 an
der oberen Fläche 204c im
Bereich von ungefähr
5 bis 20 nm liegen, wohingegen eine Schichtdicke an den Seitenwänden 204a deutlich
geringer ist und in einer speziellen Ausführungsform bei ungefähr 1 nm
oder sogar darunter liegt.
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Ein
typischer Prozessablauf zur Herstellung der Isolationsstruktur 203,
der Gateelektrode 204 und der Gateisolationsschicht 205 kann
im Wesentlichen die Prozesse aufweisen, wie sie mit Bezug zu 1a beschrieben
sind, wenn Halbleiterbauelemente auf Siliziumbasis betrachtet werden.
In anderen Fällen,
können
gut etablierte Prozesstechniken angewendet werden, um das Bauteil 200 auf
der Grundlage anderer Halbleitermaterialien herzustellen. Wenn ferner
das Bauelement 200 einen Transistor repräsentieren
soll, werden entsprechende Implantationssequenzen ausgeführt, um
das geforderte vertikale Dotierstoffprofil und die Erweiterungsgebiete
zu erzeugen, wie dies mit Bezug zu 1a beschrieben
ist. Danach wird eine äußerst richtungsabhängige Abscheidetechnik,
die durch 220 bezeichnet ist, ausgeführt, um die Ätzstoppschicht 206,
beispielsweise in Form von Siliziumdioxid, vorzugsweise an horizontalen
Bereichen mit einer erforderlichen Dicke abzuscheiden, wobei nur
eine geringe Materialmenge an den Seitenwänden 204a vorgesehen wird
oder im Wesentlichen kein Material an den Seitenwänden 204a abgeschieden
wird. Somit werden im Gegensatz zu dem konventionellen konformen Abscheideprozess
zur Bildung der Siliziumdioxidbeschichtung 106 (siehe 1a)
demgegenüber
erfindungsgemäß die Prozessparameter,
beispielsweise in einem plasmaunterstützten CVD-Prozess so eingestellt,
um die Anisotropie in der Plasmaatmosphäre zu erhöhen, indem beispielsweise eine
moderat hohe Plasmadichte und eine moderat hohe Vorspannung zwischen
dem Plasma Substrat 201 angewendet werden, um eine Wechselwirkung
zwischen Teilchen während
der Bewegung ionisierter Moleküle oder
Atome in Richtung zu der Substratoberfläche zu reduzieren. Z. B. kann
Siliziumdioxid aus TEOS oder Silan in typischen CVD-Reaktoren, die
kapazitive oder induktive Hochfrequenzankopplungseinrichtungen aufweisen,
um Hochfrequenzleistung oder Vorspannungsleistung den Vorstufengasen
innerhalb einer Reaktionskammer zuzuführen, abgeschieden werden.
Da die Stufenabdeckung, d. h. das Verhältnis einer auf einem horizontalen
Oberflächenbereich abgeschiedenen
Dicke, etwa die obere Fläche 204c, zu
der auf einem vertikalen Bereich abgeschiedenen Dicke, etwa der
Seitenwand 204a, gut bekannt ist für eine Vielzahl von Abscheiderezepten,
kann ein entsprechender Satz an Prozessparametern effizient aus
diesen Prozessrezepten ausgewählt
werden oder kann auf der Grundlage von Testdurchläufen ermittelt
werden, um Prozessparameter zu erhalten, die eine gleichförmige Schichtdicke
auf horizontalen Bereichen liefern, während eine Abscheiderate von ungefähr Null
oder eine deutlich reduzierte Abscheiderate an den Seitenwänden 204a erreicht
wird.
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In
anderen Ausführungsformen
kann eine physikalische Dampfabscheidetechnik, etwa die Sputter-Abscheidung,
angewendet werden, wobei Prozessparameter, etwa Druck, Vorspannung,
der Abstand zwischen Target und Substrat und dergleichen so gewählt werden,
um eine äußerst richtungsabhängige Abscheidung
für die Ätzstoppschicht 206 zu
erreichen. Entsprechende Rezepte sind im Stand der Technik gut bekannt
oder können
einfach ermittelt werden.
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Ferner
soll die Ätzstoppschicht 206 eine
beliebige geeignete Materialschicht repräsentieren, die eine erforderliche
reduzierte Ätzrate
in Bezug auf ein spezifiziertes Ätzrezept,
das zum Strukturieren einer Abstandsschicht verwendet wird, zeigt.
Beispielsweise wird in einer Ausführungsform die Ätzstoppschicht 206 in
Form einer Schicht auf Siliziumnitridbasis durch einen äußerst richtungsabhängigen plasmaunterstützten CVD-Prozess
abgeschieden oder durch einen entsprechend gestalteten Sputter-Abscheideprozess.
Entsprechende Prozessrezepte sind ebenso im Stand der Technik gut
etabliert und können
damit auf die Herstellung der Ätzstoppschicht 206 angewendet
werden, wodurch im Wesentlichen freigelegte Seitenwände 204a oder
zumindest eine reduzierte Schichtdicke an den Seitenwänden 204a erhalten wird.
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2b zeigt
schematisch das Bauteil 200 in einem weiter fortgeschrittenen
Herstellungsstadium. Ferner ist eine Abstandsschicht 207 über der
Gateelektrode 204 und dem Halbleitergebiet 202 gebildet. Die
Abstandsschicht 207 kann aus einem beliebigen geeigneten
Material aufgebaut sein, das eine ausreichende Ätzselektivität zu dem
Material der Ätzstoppschicht 206 aufweist.
Wenn beispielsweise die Ätzstoppschicht 206 im
Wesentlichen Siliziumdioxid aufweist, kann die Abstandsschicht 207 Siliziumnitrid aufweisen,
das Anteile an Wasserstoff, Sauerstoff und dergleichen enthalten
kann. In anderen Ausführungsformen
kann die Ätzstoppschicht 206 Siliziumnitrid
aufweisen und beispielsweise Wasserstoff, Sauerstoff und dergleichen
enthalten und die Abstandsschicht 207 kann aus Siliziumdioxid
aufgebaut sein. Die Kombination aus Siliziumdioxid und einem Material
auf Siliziumnitridbasis zur Herstellung eines Schichtstapels mit
einer Ätzstoppschicht
und einer Abstandsschicht oder umgekehrt ist vorteilhaft dahingehend,
dass entsprechende selektive Ätzprozesse im
Stand der Technik gut etabliert sind. Es sollte jedoch beachtet
werden, dass eine beliebige andere Materialkombination verwendet
werden kann, solange die Materialien eine ausreichende Selektivität zeigen
und ebenso eine thermische Stabilität bieten, wie sie für die weitere
Bearbeitung des Bauelements 200 erforderlich ist. Eine
Dicke der Abstandsschicht 207 wird in Übereinstimmung mit Prozesserfordernissen ausgewählt, d.
h., die Dicke wird so bestimmt, dass diese der gewünschten
Breite von Abstandselementen entspricht, die aus der Abstandsschicht 207 zu bilden
sind.
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Ein
typischer Prozessablauf kann eine Implantationssequenz umfassen,
wenn gemäß einiger Ausführungsformen
die Erweiterungsgebiete 208 nach der Herstelldung der Ätzstoppschicht 206 gebildet
werden, wobei die Ätzstoppschicht 206 dann
als eine Abschirmungsschicht wirkt, um Kanaleffekte bei der Ausbildung
der Erweiterungsgebiete 208 zu reduzieren. Danach wird
die Abstandsschicht 207 entsprechend gut etablierter Prozesstechniken,
etwa einer plasmaunterstützten
CVD, einer Sputter-Abscheidung und dergleichen gebildet, wie dies
auch mit Bezug zu 1a beschrieben ist. Danach wird ein
selektiver anisotroper Ätzprozess
ausgeführt,
um die Abstandsschicht 207 zur Ausbildung von Seitenwandabstandselementen
zu strukturieren. Während des
anisotropen und äußerst richtungsabhängigen Ätzprozesses
werden Oberflächenbereiche
der Erweiterungsgebiete 208 zuverlässig von der Ätzstoppschicht 206 während einer
Endphase des Ätzprozesses
geschützt, ähnlich zu
der oberen Fläche 204c der Gateelektrode 204,
wohingegen die Seitenwandbereiche 204a der Gateelektrode 204 lediglich
vernachlässigbar
durch den äußerst richtungsabhängigen Ätzprozess
geschädigt
werden. Wie zuvor erläutert ist,
kann der anisotrope Ätzprozess
fortgesetzt werden, um obere Seitenwandbereiche der Gateelektrode 204 bis
zu einem Maße
freizulegen, wie dies durch die Prozesserfordernisse vorgegeben
ist. Anschließend
wird die Ätzstoppschicht 206 beispielsweise
mittels eines nasschemischen Ätzprozesses entfernt,
woraufhin sich ein richtungsabhängiger Sputter-Reinigungsprozess
vor dem Abscheiden eines hochschmelzenden Metalls anschließt, wie
dies auch mit Bezug zu 1b in dem konventionellen Prozessablauf
erläutert
ist.
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2c zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 nach Beendigung
der oben beschriebenen Prozesse, wobei vertiefte bzw. in der Höhe reduzierte
Abstandselemente 207a benachbart zu den Seitenwänden 204a ausgebildet
sind, wobei ein oberer Seitenwandbereich 204b freigelegt
ist und im Wesentlichen frei von Materialresten der Ätzstoppschicht 206 auf
Grund der deutlich reduzierten Dicke oder des Fehlens von Material
nach der richtungsabhängigen
Abscheidung der Ätzstoppschicht 206 ist. Ferner
sind horizontale Oberflächenbereiche
des Halbleitergebiets 202 und der oberen Fläche 204c der
Gateelektrode 204 durch den vorhergehenden nasschemischen
Prozess und den richtungsabhängigen
Reinigungsprozess freigelegt. Des weiteren sind Drain- und Sourcegebiete 209 durch
Ionenimplantation gebildet, wobei die in der Höhe reduzierten Abstandselemente 207a als
eine Implantationsmaske verwendet wurden, wobei die Breite der höhenreduzierten
Abstandselemente 207a im Wesentlichen durch die anfängliche
Schichtdicke der Abstandsschicht 207 bestimmt ist. Im Gegensatz
zu dem konventionellen Prozess wird die Breite der Abstandselemente 207a im
Wesentlichen nicht von dem Abscheideprozess zur Bildung der Ätzstoppschicht 206 beeinflusst.
Folglich ist, wie zuvor erläutert
ist, der Einfluss der Strukturabhängigkeit (Mikro-Loading) des
Abscheideprozesses bei der Ausbildung dünner Schichten, etwa der Ätzstoppschicht 206,
im Wesentlichen verhinderbar oder zumindest deutlich reduzierbar,
wodurch eine erhöhte
Prozessstabilität
und damit eine verbesserte Gleichförmigkeit des Bauteilverhaltens
erreicht wird, da das Dotierstoffprofil für die Drain- und Sourcegebiete 209 weniger
den Unterschieden in der Musterdichte innerhalb eines Chipbereichs
oder eines Substratbereichs unterliegt.
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Nach
der Implantation zur Bildung der Drain- und Sourcegebiete 209 werden
entsprechende Ausheizsequenzen ausgeführt, um die Dotierstoffe zu
aktivieren und um durch die Implantation hervorgerufene Kristallschäden zumindest
teilweise auszuheilen.
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2d zeigt
schematisch einen Teil des Halbleiterbauteils 200 in größerem Detail,
wobei eine Schicht aus hochschmelzendem Metall 213 über dem
Bauteil 200 gebildet ist, die in eine äußerst leitfähige Metallbindung mit dem
Material der Gateelektrode, beispielsweise in ein Metallsilizid
umzuwandeln ist, wobei im Gegensatz zu dem konventionellen Prozess,
Diffusionswege 214 an der Oberseite der Gateelektrode 204 und
auch an den freigelegten Seitenwandbereichen 204b bereitstehen,
wodurch die chemische Reaktion zwischen dem hochschmelzenden Metall 213 und
dem Gateelektrodenmaterial deutlich verbessert wird. Somit kann
für äußerst größenreduzierte
Gateelektroden 204 die Verringerung der Leitfähigkeit
effizienter durch einen vergrößerten Oberflächenbereich
kompensiert werden, der für
die Reaktion mit dem hochschmelzenden Metall 213 im Vergleich
zu dem konventionellen Prozessablauf zur Verfügung steht, da der konventionelle
Prozessablauf durch die signifikanten Schichtoxidreste während der
Metalldiffusion beeinträchtigt
ist. Ferner führt
der äußerst richtungsabhängige Abscheideprozess
dazu, dass das Halbleiterbauelement 200 weniger empfindlich
auf strukturabhängige
Effekte beim Abscheiden ist.
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Es
sollte beachtet werden, dass die mit Bezug zu den 2a bis 2d beschriebenen
Ausführungsformen
einfach auf andere Prozessstrategien zur Herstellung von Seitenwandabstandselementen
auf Leitungselementen, etwa Gateelektroden von Transistorelementen,
angewendet werden können. Beispielsweise
können
mehrere Abstandselemente erforderlich sein, um in geeigneter Weise
das Dotierstoffprofil in den Drain- und Sourcegebieten zu formen.
Mit Bezug den 3a und 3d werden
nunmehr weitere Ausführungsformen
in dieser Hinsicht detaillierter beschrieben.
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3a zeigt
ein Halbleiterbauelement 300 mit einem Substrat 301,
einer Isolationsstruktur 303, die ein Halbleitergebiet 302 mit
darin ausgebildeten Erweiterungsgebieten 308 umschließt. Eine
Gateelektrode 304 ist über
dem Halbleitergebiet 302 gebildet und ist davon durch eine
Gateisolationsschicht 305 getrennt. Offset- bzw. Versatzabstandselemente 330 sind
an Seitenwänden 304a der
Gateelektrode 304 gebildet. Die Offset-Abstandselemente 330 können beispielsweise
aus Siliziumdioxid mit einer gewünschten
Dicke aufgebaut sein, um die Erweiterungsgebiete 308 mit
einem gewünschten
Abstand zu dem Rand der Gateelektrode 304 zu bilden. Die Offset-Abstandselemente 330 können selbstverständlich aus
anderen Materialien, etwa Siliziumnitrid, aufgebaut sein, solange
diese selektiv in Bezug auf das Material des Halbleitergebiets 302 und
der Gateelektrode 304 geätzt werden können. Das
Offset-Abstandselement 330 kann durch gut etablierte isotrope,
d. h. konforme plasmaunterstützte CVD-Techniken
und anschließende
anisotrope Ätzprozesse
hergestellt werden, um das überschüssige Material
von horizontalen Oberflächenbereichen
zu entfernen. Danach werden die Offset-Abstandselemente 330 entfernt
durch beliebige geeignete selektive Ätzprozesse, etwa durch einen
nasschemischen Ätzprozess
auf der Grundlage (wässriger)
Flusssäure
(HF) oder heißer
Phosphorsäure,
wenn die Offset-Abstandselemente 330 Siliziumdioxid bzw.
Siliziumnitrid aufweisen. Mittels des selektiven Ätzprozesses
werden die Seitenwände
304 im Wesentlichen vollständig
freigelegt und die weitere Bearbeitung kann in ähnlicher Weise wie bei dem
mit Bezug zu den 2a und 2b beschriebenen
Prozessablauf fortgesetzt werden.
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3b zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 300 mit einer darauf
gebildeten Ätzstoppschicht 306,
die horizontale Oberflächenbereiche
abdeckt, während
die Seitenwandbereiche 304 der Gateelektrode 304 freigelegt
sind oder zumindest eine reduzierte Dicke der Ätzstoppschicht 306 aufweisen. Ferner
ist eine Abstandsschicht 307 konform über dem Substrat 301 mit
einer Dicke entsprechend den Prozesserfordernissen gebildet. Hinsichtlich
der Materialzusammensetzung der Ätzstoppschicht 306 und der
Abstandsschicht 307 gelten die gleichen Kriterien, wie
sie zuvor mit Bezug zu 2b erläutert sind. Ferner können die
gleichen Prozessverfahren zur Herstellung der Ätzstoppschicht 306 angewendet werden,
wie dies zuvor erläutert
ist, um damit eine im Wesentlichen nicht konforme Abscheidung der Ätzstoppschicht 306 zu
erhalten.
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3c zeigt
schematisch das Bauelement 300 nach dem anisotropen Ätzen der
Abstandsschicht 307, um vertiefte bzw. in der Höhe reduzierte Abstandselemente 307a zu
bilden, die obere Bereiche 304b der Gateelektrode 304 freilegen,
während die Ätzstoppschicht 306 von
den horizontalen Oberflächenbereichen
entfernt ist. Ferner sind tief dotierte Drain- und Sourcegebiete 309 benachbart
zu den Erweiterungsgebieten 308 gebildet.
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Die
Drain- und Sourcegebiete 309 können durch Ionenimplantation
gebildet werden, wobei die Seitenwandabstandselemente 307a als
eine Implantationsmaske benutzt werden, wie dies auch mit Bezug
zu 2c beschrieben ist. Nach dem äußerst effektiven Entfernen
von Materialresten der Ätzstoppschicht 306 mittels
isotroper und anisotroper Reinigungsprozesse kann das Bauelement 300 eine
hochschmelzende Metallschicht erhalten, um damit die Leitfähigkeit
der Gateelektrode 304 und der Drain- und Sourcegebiete 309 zu erhöhen, wie
dies auch mit Bezug zu 2d beschrieben
ist.
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3d zeigt
schematisch eine weitere anschauliche Ausführungsform, in der das Dotierstoffprofil
in den Gebieten 308, 309 nicht als geeignet für das Transistorbauelement 300 erachtet
wird und eine weitere Implantationssequenz erforderlich ist, um das
gewünschte
Bauteilverhalten zu erreichen. Dazu wird die mit Bezug zu 3b beschriebene
Sequenz wiederholt, d. h. es wird eine Ätzstoppschicht 316 etwa
wie die Schicht 306, in einer äußerst richtungsgebundenen Weise
abgeschieden, woran sich die Abscheidung einer entsprechenden Abstandschicht mit
einer gewünschten
Dicke anschließt,
die dann so strukturiert wird, um ein zweites vertieftes bzw. in
der Höhe
reduziertes Seitenwandabstandselement 317a zu bilden. Mittels
des zweiten Abstandselements 317a kann ein weiteres tief
dotiertes Gebiet 319 gebildet werden, das in Kombination
mit dem Gebiet 309 schließlich die Source- und Draingebiete
des Bauelements 300 definiert. Danach können entsprechende Reinigungsprozesse
ausgeführt
werden, die beispielsweise einen nasschemischen Ätzprozess und einen äußerst richtungsabhängigen Sputter-Reinigungsprozess
mit einschließen,
um damit Reste der Ätzstoppschicht 316,
die zur Herstellung der zweiten Abstandselemente 317a verwendet
wurde, zu entfernen. Da die oberen Seitenwandbereiche 304 (siehe 3c)
im Wesentlichen unabgedeckt auf Grund der äußerst richtungsabhängigen Abscheidetechnik
der vorliegenden Erfindung bei der Herstellung der Ätzstoppschichten 306, 316 bleiben,
sind die Seitenwandbereiche 304b im Wesentlichen vollständig während des
Reinigungsprozesses freigelegt. Folglich trifft nach der nachfolgenden
Abscheidung des hochschmelzenden Metalls die chemische Reaktion
einen vergrößerten Bereich
der Diffusionswege selbst in der zuvor beschriebenen Vorgehensweise
mit mehreren Abstandselementen an, wodurch die Ausbildung eines
größeren Anteils
an Metallverbindung 340 in der Gateelektrode 304 ermöglicht wird.
In gleicher Weise werden entsprechende Metallverbindungsgebiete 350 in
den Gebieten 309 und 319 gebildet werden. Somit
kann die Technik einer äußerst richtungsabhängigen Abscheidung
der Ätzstoppschicht
bei der Herstellung vertiefter bzw. in der Höhe reduzierter Seitenwandabstandselemente auch
vorteilhaft auf Prozessverfahren angewendet werden, die die Ausbildung
zweier oder mehrerer Seitenwandabstandselemente erfordern.
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Es
gilt also: die vorliegende Erfindung ermöglicht die Herstellung in der
Höhe reduzierter
Abstandselemente, indem eine Ätzstoppschicht,
die für das
anisotrope Ätzen
einer Abstandsschicht verwendet wird, in einer höchst richtungsabhängigen Weise abgeschieden
wird, um im Wesentlichen eine Materialabscheidung an Seitenwänden der
Leitungselemente, etwa einer Gateelektrode eines Feldeffekttransistors,
zu vermeiden oder zu reduzieren. Folglich sind Reinigungsprozesse,
die äußerst richtungsabhängige Sputter-Reinigungsprozesse
enthalten, entsprechend den konventionellen Prozessstrategien dann
effizient beim Freilegen eines oberen Seitenwandbereichs des Leitungselements
auf Grund der deutlich reduzierten Materialabscheidung während der
Ausbildung der Ätzstoppschicht.
Als Folge davon steht eine erhöhte
Fläche
für die
Metalldiffusion bereit und die Empfindlichkeit auf strukturabhängige Effekte
des Abscheidens einer dünnen Ätzstoppschicht sind
deutlich geringer.
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Weitere
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese
Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann
die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung
zu vermitteln. Selbstverständlich
sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung
als die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
zu betrachten.