提高矽化物熱穩定性的方法
2023-09-27 08:52:50 1
專利名稱：提高矽化物熱穩定性的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高矽化物熱穩定性的方法，特別是在半導體元件中提高矽化物熱穩定性的方法。
近來，由於電子設備的廣泛使用，對集成電路的需求迅速地增長。特別是，許多電子設備的使用增加。例如，在本世紀與即將來臨的二十一世紀，多種多樣的電腦對大型或超大半導體元件的需求逐漸增加。所以，改良集成電路製造過程的先進位造技術，要比以往的需求來的急。
在現有技術的結構中，如
圖1A，先提供一半導體底材11。然後，在一個閘氧化層12上形成一個多晶矽閘極14。此處，一個間隙壁13與多晶矽閘極14的側壁鄰接。
接著，仍如圖1A，氮離子植入多晶矽閘極14的頂端表面與半導體底材11的頂端表面。其主要理由是，在氮離子植入時，是為保護矽化物區域的熱穩定性，以及提高矽化物區域的熱穩定性。
如圖1B圖，矽化物區域15形成於多晶矽閘極14的頂端表面上與半導體底材11的頂端表面上。
然而，根據以上的現有技術，不幸地，特別是在圖1A中，離子植入氮離子時，容易增加接合遺漏(Junction Leakage)。這會嚴重影響且會降低多種多樣半導體元件的性能。
鑑於上述現有技術中傳統的直接進行離子植入的諸多缺點，本發明提供一個利用、藉以形成之的結構。
根據以上所述之目的，本發明提供了一種提高矽化物熱穩定性的方法。首先，提供一個半導體底材，該半導體底材上具有形成於一第一閘氧化層如氧化矽層上的第一多晶矽閘極，而且在一個第二閘氧化層上形成一個第二多晶矽閘極。此處，一個第一間隙壁，如氮化矽與一個第一多晶矽閘極的一個第一側壁鄰接，而且一個第二間隙壁與一個第二多晶矽閘極的一個第二側壁鄰接。以上的結構是由傳統已知的半導體製造程序製成。
再由傳統的常壓化學沉積法平坦與均勻地在第一多晶矽閘極與第二多晶矽閘極的一頂端表面上，和第一間隙壁與第二間隙璧的一頂端表面上，和半導體底材的一頂端表面上，形成一內介電層。
用傳統蝕刻法回蝕刻部分內介電層，直到曝出第一多晶矽閘極與第二多晶矽閘極的頂端表面和部分第一間隙壁與部分第二間隙壁的頂端表面為止。
在第一多晶矽閘極與第二多晶矽閘極的頂端表面和第一間隙壁與第二間隙壁的一曝出部分，用離子植入法植入氮離子。
用傳統微影製造工藝在第一多晶矽閘極的頂端表面上與第一間隙壁的曝出部分與內介電層的一個第一半部分上形成一個光阻。
用傳統蝕刻法蝕刻內介電層的一個第二半部分。內介電層的該第二半部分未被光阻遮蓋，直到曝出半導體底材的頂端表面為止，且半導體底材的頂端表面如同一未遮蓋的半導體底材。
使用傳統電漿乾蝕刻法除去光阻。以及最後，用傳統的化學沉積法在第一閘極與第二閘極的頂端表面上與未遮蓋的半導體底材上形成一矽化物區域，如矽化鈦區域。
為讓本發明的上述說明與其他目的、特徵和優點更能明顯易懂，下面列出較佳實施例，並結合附圖來詳細說明本發明。
圖1(a)--圖1(b)為現有技術的製造流程；以及圖2A至圖2G為本發明實施例的剖面圖。
以下是本發明的描述。本發明的描述先結合一個示範結構做為參考。然後描述一些變動和本發明的優點。隨後討論製造的較佳方法。
另外，雖然本發明用數個實施例來說明薄介電層，但這些描述不會限制本發明的範圍或應用。而且，雖然這些例子使用薄介電層，應該明白的是主要的部分可能以相關的部分取代。因此，本發明的半導體元件不會限制結構的說明。這些元件包括證明本發明和呈現的較佳實施例的實用性和應用性。且即使本發明是由舉例的方式以及舉出一個較佳實施例來進行描述，但是本發明並不限定於所舉出的實施例。此外，凡其它未脫離本發明所揭示的精神而完成的等效改變或修飾，均包含在本發明之申請專利範圍內。為了包含所有這些修飾與類似結構，應以最廣泛的定義來解釋本發明的範圍。
本發明的目的與精神，可以由下列實施例與相對應的附圖進行解釋與了解。所以，由圖2A至圖2G，說明了一種提高矽化物熱穩定性的方法，它包含了下列步驟
首先，如圖2A圖所示，提供一個半導體底材21，該半導體底材21上具有形成於一個第一閘氧化層如氧化矽層22A上的第一多晶矽閘極24A，而且在一個第二閘氧化層22B上形成一個第二多晶矽閘極24B。此處，一個第一間隙壁如氮化矽23A與一個第一多晶矽閘極24A的一第一側壁鄰接，而且一個第二間隙壁23B鄰接於一第二多晶矽閘極24B的一第二側壁。以上的結構是由傳統已知的半導體製造程序製成。
仍如圖2A所示，用傳統的常壓化學沉積法(APCVD)在第一多晶矽閘極24A與第二多晶矽閘極24B的一頂端表面上，和第一間隙壁23A與第二間隙壁23B的一頂端表面上，和半導體底材21的一頂端表面上，平坦與均勻地形成一內介電層25，如硼磷矽玻璃層(BPSG)。
如圖2B所示，用傳統蝕刻法回蝕刻部分內介電層25，直到曝出第一多晶矽閘極24A與第二多晶矽閘極24B的頂端表面和部分的第一間隙壁23A與部分的第二間隙壁23B的頂端表面為止。
如圖2C所示，在第一多晶矽閘極24A與第二多晶矽閘極24B的頂端表面和第一間隙壁23A與第二間隙壁23B的一個曝出部分，用離子植入法植入氮離子。
如圖2D所示，用傳統微影製造工藝在第一多晶矽閘極24A的頂端表面上與第一間隙壁23A的曝出部分與內介電層的一個第一半部分25A上形成一個光阻60。
如圖2E所示，用傳統蝕刻法蝕刻內介電層的一個第二半部分25B。內介電層的該第二半部分25B未被光阻60遮蓋，直到曝出半導體底材21的頂端表面為止，且半導體底材21的頂端表面如同一未遮蓋的半導體底材21。
如圖2F所示，使用傳統電漿乾蝕刻法除去光阻60。
以及最後，如圖2G所示，用傳統的化學沉積法(CVD)在第一閘極24A與第二閘極24B的頂端表面上與未遮蓋的半導體底材21上形成一個矽化物區域26，如矽化鈦(TiSi2)區域。
根據以上的發明實施例，離子植入氮離子後所形成的區域，能很容易地降低接合遺漏(Junction Leakage)，並且會明顯地增加多種多樣的半導體元件的性能。
所以，綜上所述，本發明的較佳實施例可簡述如下首先提供一半導體底材，而半導體底材上具有在一個第一閘氧化層如氧化矽層上形成的第一多晶矽閘極；並且在一個第二閘氧化層上形成一個第二多晶矽閘極。此處，一個第一間隙壁，如氮化矽與一個第一多晶矽閘極的一個第一側壁鄰接，而且一個第二間隙壁與一個第二多晶矽閘極的一個第二側壁鄰接。以上的結構是由傳統的已知的半導體製造程序製成。
再由傳統的常壓化學沉積法在第一多晶矽閘極與第二多晶矽閘極的一頂端表面上，和第一間隙壁與第二間隙壁的一頂端表面上，和半導體底材的一頂端表面上，平坦與均勻地形成一個內介電層。
由傳統蝕刻法回蝕刻部分內介電層，直到曝出第一多晶矽閘極與第二多晶矽閘極的頂端表面和部分的第一間隙壁與部分的第二間隙壁的頂端表面為止。
在第一多晶矽閘極與第二多晶矽閘極的頂端表面和第一間隙壁與第二間隙壁的一曝出部分由離子植入法植入氮離子。
在第一多晶矽閘極的頂端表面上與第一間隙壁的曝出部分與內介電層的一個第一半部分上，用傳統微影製程形成一個光阻。
用傳統的蝕刻法蝕刻內介電層的一個第二半部分。內介電層的該第二半部分未被光阻遮蓋，直到曝出半導體底材的頂端表面為止，且半導體底材的頂端表面如同一未遮蓋的半導體底材。
使用傳統電漿乾蝕刻法除去光阻。
以及最後，用傳統的化學沉積法在第一閘極與第二閘極的頂端表面上與未遮蓋的半導體底材上形成一個矽化物區域，如矽化鈦區域。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明的申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示的精神而完成的等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
權利要求
1.一種提高矽化物熱穩定性的方法，它至少包含提供一個半導體底材，該半導體底材上具有一個金氧半導體元件；全面與共形地在一個第一閘極與一個第二閘極的一頂端表面上和一個第一間隙壁與一個第二間隙壁的一頂端表面上和該半導體底材的一頂端表面上，形成一個內介電層；回蝕刻部分的內介電層，直到曝出所述第一閘極與第二閘極的所述頂端表面和部分的第一間隙壁與部分的第二間隙壁的所述頂端表面為止；在所述第一閘極與第二閘極的頂端表面和所述第一間隙壁與第二間隙壁的一個曝出部分上，離子植入特定離子；蝕刻所述內介電層的一部分，所述內介電層的該部分未被一光阻遮蓋，直到曝出該半導體底材的該頂端表面為止；以及在所述第一閘極與第二閘極的所述頂端表面上與所述未遮蓋的半導體底材上形成一個矽化物區域。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述的金氧半導體元件至少包含在所述半導體底材上，在一個第一閘氧化層上形成的第一閘極和在一個第二閘氧化層上形成的第二閘極，其中所述第一間隙壁鄰接於第一閘極的一個第一側壁，所述第二間隙壁鄰接於第二閘極的一個第二側壁。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述第一閘極與所述第二閘極至少包含多晶矽。
4.如權利要求2所述的方法，其中所述第一閘氧化層與所述第二閘氧化層至少包含氧化矽。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述第一間隙壁與所述第二間隙壁至少包含氮化矽。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述內介電層至少包含硼磷矽玻璃層。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述的離子植入的特定離子至少包含氮離子。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述的離子植入的氮離子的參數至少包含1E14到1E16 1/cm3。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述的矽化物區域至少包含矽化鈦區域。
10.一種提高矽化物熱穩定性的方法，至少包含提供一個半導體底材，該半導體底材上具有形成於一個第一閘氧化層上的第一多晶矽閘極和形成於一個第二閘氧化層上的一個第二多晶矽閘極，其中一個第一間隙壁鄰接於一個第一多晶矽閘極的一個第一側壁，一個第二間隙壁鄰接於一個第二多晶矽閘極的一個第二側壁；在所述第一多晶矽閘極與所述第二多晶矽閘極的一頂端表面上和該第一間隙壁與該第二間隙壁的一頂端表面上和該半導體底材的一頂端表面上，平坦與均勻地形成一個內介電層；回蝕刻所述部分的內介電層，直到曝出所述第一多晶矽閘極與第二多晶矽閘極的所述頂端表面和所述部分的第一間隙壁與部分的第二間隙壁的頂端表面為止；在所述第一多晶矽閘極與第二多晶矽閘極的所述頂端表面和第一間隙壁與第二間隙壁的一個曝出部分上，離子植入氮離子；在所述第一多晶矽閘極的所述頂端表面上與所述第一間隙壁的曝出部分與內介電層的一個第一半部分上形成一個光阻；蝕刻所述內介電層的一個第二半部分，所述內介電層的第二半部分未被該光阻遮蓋，直到曝出該半導體底材的該頂端表面為止；除去光阻；以及在所述第一閘極與第二閘極的所述頂端表面上與未遮蓋的半導體底材上形成一個矽化物區域。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述第一閘極與第二閘極至少包含多晶矽。
12.如權利要求10所述的方法，其中所述第一間隙壁與第二間隙壁至少包含氮化矽。
13.如權利要求10所述的方法，其中所述內介電層至少包含硼磷矽玻璃層。
14.如權利要求10所述的方法，其中所述離子植入的氮離子的參數至少包含1E14到1E16 1/cm3。
15.如權利要求10所述的方法，其中所述矽化物區域至少包含矽化鈦區域。
全文摘要
一種提高矽化物熱穩定性的方法。它首先提供一半導體底材;在第一與第二多晶矽閘極的一頂端表面、第一與第二間隙壁的一頂端表面和半導體底材的一頂端表面上平坦而均勻地形成內介電層;回蝕刻部分內介電層,以離子植入法植入氮離子。在第一多晶矽閘極頂端表面與第一間隙壁的曝出部分與內介電層的一個第一半部分上形成光阻;蝕刻內介電層的一個第二半部分除去光阻;在第一與第二閘極的頂端表面與未遮蓋的半導體底材上形成矽化物區域。
文檔編號H01L21/02GK1353449SQ00132348
公開日2002年6月12日 申請日期2000年11月3日 優先權日2000年11月3日
發明者廖緯武, 曾令旭, 鄭志祥 申請人:聯華電子股份有限公司