金屬矽化物的製備方法
2023-04-28 18:10:11
專利名稱：金屬矽化物的製備方法
技術領域：
本發明涉及半導體工藝技術領域，尤其涉及一種金屬矽化物的製備方法。
背景技術：
在半導體工藝中，電路的速度除了受金屬氧化物半導體(M0Q電晶體本身速度影響以外，還受到整個電路中的電阻和電容的影響。為了降低金屬氧化物半導體(MOS)電晶體的柵極、源極和漏極電極上的電阻，以及接觸孔的接觸電阻，在深亞微米工藝中需要採用金屬矽化物。從0. 18um工藝開始，普遍採用鈷矽化物，因為鈷矽化物可以實現在較小的線寬上形成矽化物。一般而言，金屬矽化物由金屬薄膜經兩步熱處理形成。請參考圖1，圖1為現有的製備金屬矽化物的方法流程圖，如圖1所示，現有的製備金屬矽化物的方法包括如下步驟首先，提供矽基底，並在所述矽基底上形成所需的器件結構，所述器件結構之間設置有場氧化層隔離結構；具體地，在所述矽基底上形成柵極、源極及漏極，並在所述漏極兩側形成側牆(side wall)；然後，對所述形成器件結構的矽基底進行清洗，去除其表面的自然氧化層；具體地，用氫氟酸對所述矽基底進行清洗，去除其表面的自然氧化層；接著，在所述矽基底上沉積金屬層，所述金屬層覆蓋所述器件結構；隨後，進行第一道加熱工藝，使所述金屬層與所述器件結構的柵極、源極及漏極反應，形成高阻值的中間相金屬矽化物；接下來，去除所述矽基底上未反應的金屬層；具體地通過溼法腐蝕去除所述矽基底上的場氧化層及柵極側牆上未反應的金屬層；最後，進行第二道加熱工藝，使所述高阻值的中間相金屬矽化物轉變為低阻值的金屬矽化物。然而上述現有的製備金屬矽化物的方法，在進行第一道加熱工藝的過程中，矽基底上的場區氧化層會釋放出一定量的水汽，使得水汽和矽反應，從而在金屬層和金屬矽化物的界面之間形成一層很薄的二氧化矽，這層二氧化矽會阻礙金屬向矽的擴散，進而影響金屬矽化物的形成；特別是在場區氧化層旁邊，會出現金屬矽化物變薄(edge thinning) 的現象，在較小的線寬上會造成電阻顯著上升，所以這種金屬矽化物邊緣變薄的現象會限制半導體工藝線寬的進一步縮小。並且對於鈷矽化物來說，上述現象尤其突出。因此，有必要對現有的金屬矽化物的製備方法進行改進。
發明內容
本發明的目的在於提供一種金屬矽化物的製備方法，以提高金屬矽化物的性能。為解決上述問題，本發明提出一種金屬矽化物的製備方法，其中，所述金屬矽化物形成在MOS器件的表面，所述MOS器件製備在矽基底上，該方法在對所述矽基底及所述MOS 器件進行表面清洗，去除表面自然氧化層之後，先進行第一道加熱工藝，再在所述MOS器件表面製備金屬矽化物。可選的，該方法具體包括如下步驟提供矽基底；在所述矽基底上形成MOS器件，所述MOS器件之間設置有場氧化層隔離結構；對所述矽基底及所述MOS器件進行表面清洗，去除其表面的自然氧化層；對所述矽基底進行第一道加熱工藝，去除所述場氧化層隔離結構中吸附的水汽；在所述MOS器件表面製備金屬矽化物。可選的，所述MOS器件包括柵極、源極以及漏極，所述柵極的側邊形成有側牆，所述金屬矽化物形成在MOS器件的柵極、源極以及漏極的表面。可選的，所述第一道加熱工藝的工藝溫度為500 900°C。可選的，所述第一道加熱工藝為快速加熱工藝或加熱板加熱工藝。可選的，在所述矽基底上製備金屬矽化物具體包括如下步驟在所述矽基底上沉積金屬層；對所述矽基底進行第二道加熱工藝，使所述金屬層中的金屬與所述MOS器件的柵極、源極以及漏極反應，形成中間相金屬矽化物；去除未反應的剩餘的金屬層；對所述矽基底進行第三道加熱工藝，使所述中間相金屬矽化物產生相變，形成最終的金屬矽化物。可選的，所述去除未反應的剩餘的金屬層的方法為溼法腐蝕。可選的，所述金屬矽化物為鈷矽化物。與現有技術相比，本發明提供的金屬矽化物的製備方法通過在矽基底上製備金屬矽化物之前，先進行第一道加熱工藝，從而可去除在對所述矽基底進行表面清洗過程中殘留的水汽，防止靠近場氧化層隔離結構邊緣的金屬矽化物變薄，使得在小線寬的源漏區和柵極上可以形成低阻的金屬矽化物。
圖1為現有的製備金屬矽化物的方法流程圖；圖2為本發明實施例提供的金屬矽化物的製備方法的流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的金屬矽化物的製備方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用於方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。本發明的核心思想在於，提供一種金屬矽化物的製備方法，該方法通過在矽基底上製備金屬矽化物之前，先進行第一道加熱工藝，從而可去除在對所述矽基底進行表面清洗過程中殘留的水汽，防止靠近場氧化層隔離結構邊緣的金屬矽化物變薄，使得在小線寬的源漏區和柵極上可以形成低阻的金屬矽化物。請參考圖2，圖2為本發明實施例提供的金屬矽化物的製備方法的流程圖，其中，所述金屬矽化物形成在MOS器件的表面，所述MOS器件製備在矽基底上，如圖2所示，本發明實施例提供的金屬矽化物的製備方法在對所述矽基底及所述MOS器件進行表面清洗，去除表面自然氧化層之後，先進行第一道加熱工藝，再在所述MOS器件表面製備金屬矽化物。 具體地，該方法包括如下步驟首先，提供矽基底；然後，在所述矽基底上形成MOS器件，所述MOS器件之間設置有場氧化層隔離結構；其中，所述MOS器件包括柵極、源極以及漏極，所述柵極的側邊形成有側牆；接著，對所述矽基底及所述MOS器件進行表面清洗，去除其表面的自然氧化層；具體地，採用氫氟酸對所述矽基底進行表面清洗，去除其表面的自然氧化層；隨後，對所述矽基底進行第一道加熱工藝，去除所述場氧化層隔離結構中吸附的水汽；其中，所述第一道加熱工藝的工藝溫度為500 900°C ；所述第一道加熱工藝為快速加熱工藝或加熱板加熱工藝；所謂快速加熱工藝是指讓溫度迅速地升高至目標溫度的一種加熱工藝；所謂加熱板加熱工藝是指採用加熱板進行加熱，使溫度慢慢地達到目標溫度。最後，在所述MOS器件表面製備金屬矽化物；其中，所述金屬矽化物形成在MOS器件的柵極、源極以及漏極的表面；具體地，在所述MOS器件表面製備金屬矽化物又包括如下步驟首先，在所述矽基底上沉積金屬層；具體地，採用PVD濺射法在所述矽基底上沉積
金屬層；接著，對所述矽基底進行第二道加熱工藝，使所述金屬層中的金屬與所述MOS器件的柵極、源極以及漏極反應，形成中間相金屬矽化物；其中，所述中間相金屬矽化物是一種高阻值的金屬矽化物；隨後，去除未反應的剩餘的金屬層；具體地，通過溼法腐蝕選擇性去除所述場氧化層隔離結構及所述側牆上未反應的剩餘的金屬層；接下來，對所述矽基底進行第三道加熱工藝，使所述中間相金屬矽化物產生相變， 形成最終的金屬矽化物；所述最終的金屬矽化物為低阻值的金屬矽化物。由於本發明實施例提供的金屬矽化物的製備方法在矽基底上製備金屬矽化物之前，先進行第一道加熱工藝，從而可去除在對所述矽基底進行表面清洗過程中殘留的水汽， 防止靠近場氧化層隔離結構邊緣的金屬矽化物變薄，使得在小線寬的源漏區和柵極上可以形成低阻的金屬矽化物。進一步地，所述金屬矽化物為鈷矽化物；相應地，所述金屬層為鈷金屬層；這是因為對於鈷矽化物來說，所述場氧化層隔離結構中吸附的水汽對其影響非常顯著，從而相對於現有技術來說，本發明實施例提供的方法能顯著改善鈷矽化物的性能。然而應該認識到， 本發明並不以此為限，任何因為場氧化層隔離結構中吸附的水汽而對其性能產生影響的金屬矽化物都在本發明的保護範圍之內，例如鎳矽化物等。綜上所述，本發明提供了一種金屬矽化物的製備方法，該方法通過在矽基底上製備金屬矽化物之前，先進行第一道加熱工藝，從而可去除在對所述矽基底進行表面清洗過程中殘留的水汽，防止靠近場氧化層隔離結構邊緣的金屬矽化物變薄，使得在小線寬的源漏區和柵極上可以形成低阻的金屬矽化物。顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種金屬矽化物的製備方法，其中，所述金屬矽化物形成在MOS器件的表面，所述 MOS器件製備在矽基底上，其特徵在於，該方法在對所述矽基底及所述MOS器件進行表面清洗，去除表面自然氧化層之後，先進行第一道加熱工藝，再在所述MOS器件表面製備金屬矽化物。
2.如權利要求1所述的金屬矽化物的製備方法，其特徵在於，該方法具體包括如下步驟提供矽基底；在所述矽基底上形成MOS器件，所述MOS器件之間設置有場氧化層隔離結構；對所述矽基底及所述MOS器件進行表面清洗，去除其表面的自然氧化層；對所述矽基底進行第一道加熱工藝，去除所述場氧化層隔離結構中吸附的水汽；在所述MOS器件表面製備金屬矽化物。
3.如權利要求2所述的金屬矽化物的製備方法，其特徵在於，所述MOS器件包括柵極、 源極以及漏極，所述柵極的側邊形成有側牆，所述金屬矽化物形成在MOS器件的柵極、源極以及漏極的表面。
4.如權利要求2所述的金屬矽化物的製備方法，其特徵在於，所述第一道加熱工藝的工藝溫度為500 900°C。
5.如權利要求4所述的金屬矽化物的製備方法，其特徵在於，所述第一道加熱工藝為快速加熱工藝或加熱板加熱工藝。
6.如權利要求2所述的金屬矽化物的製備方法，其特徵在於，在所述矽基底上製備金屬矽化物具體包括如下步驟在所述矽基底上沉積金屬層；對所述矽基底進行第二道加熱工藝，使所述金屬層中的金屬與所述MOS器件的柵極、 源極以及漏極反應，形成中間相金屬矽化物；去除未反應的剩餘的金屬層；對所述矽基底進行第三道加熱工藝，使所述中間相金屬矽化物產生相變，形成最終的金屬矽化物。
7.如權利要求6所述的金屬矽化物的製備方法，其特徵在於，所述去除未反應的剩餘的金屬層的方法為溼法腐蝕。
8.如權利要求1至7任一項所述的金屬矽化物的製備方法，其特徵在於，所述金屬矽化物為鈷矽化物。
全文摘要
本發明公開了一種金屬矽化物的製備方法，該方法通過在矽基底上製備金屬矽化物之前，先進行第一道加熱工藝，從而可去除在對所述矽基底進行表面清洗過程中殘留的水汽，防止靠近場氧化層隔離結構邊緣的金屬矽化物變薄，使得在小線寬的源漏區和柵極上可以形成低阻的金屬矽化物。
文檔編號H01L21/336GK102176414SQ20111006179
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月15日 優先權日2011年3月15日
發明者肖慧敏, 陳力山, 顧學強 申請人:上海集成電路研發中心有限公司