專利名稱：一種cmos鎳硅化物和金屬歐姆接觸工藝的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種CMOS鎳硅化物和金屬歐姆接觸的工藝制備方法。
背景技術(shù)：
目前的MOS器件中的鎳硅化物和金屬歐姆接觸部分工藝步驟通常如下先在SAB 層上沉積和刻蝕，將需要沉積金屬硅化物的地方裸漏出來(lái)，不需要的地方用氧化物層遮住。 將沉積金屬并與硅進(jìn)行熱反應(yīng)形成硅化物，之后沉積應(yīng)力氮化硅層、填充介電質(zhì)層并進(jìn)行平坦化處理。通過(guò)圖形轉(zhuǎn)移(光刻和刻蝕)形成導(dǎo)通孔，將沉積金屬與導(dǎo)通孔底部金屬硅化物連接。由于應(yīng)力氮化硅和介電質(zhì)層皆為高溫的化學(xué)沉積過(guò)程，而且在高溫下才能獲得更高的應(yīng)力和填充性能；但溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致鎳向硅襯底中過(guò)度擴(kuò)散，形成高電阻的相并增加漏電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)在鎳硅化物和金屬歐姆接觸部分工藝中存在的問(wèn)題，提出一種在不影響鎳硅化物性質(zhì)的前提下，改善應(yīng)力氮化硅和金屬沉積前德介電質(zhì)層的工藝性能，并且加應(yīng)力氮化硅和金屬沉積前德介電質(zhì)層填充性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的提供一種CMOS鎳硅化物和金屬歐姆接觸工藝的制備方法，包括以下步驟
步驟1 在已形成CMOS器件的硅片表面依次沉積一應(yīng)力氮化硅層和一介電質(zhì)層。步驟2 在介電質(zhì)層上涂覆一層光刻膠，對(duì)光刻膠層光刻形成第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，所述第一對(duì)第一開(kāi)口和第二開(kāi)口中暴露的介電質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，刻蝕至第一開(kāi)口中暴露出柵極、第二開(kāi)口中暴露出半導(dǎo)體硅片為止，分別形成相應(yīng)的第一通孔和第二通孔。步驟3，在介電質(zhì)層上、第一通孔和第二通孔的底部沉積一金屬鎳層，對(duì)第一通孔和第二通孔中沉積形成的金屬鎳層進(jìn)行高溫退火形成金屬鎳硅化物。步驟4，在除去介電質(zhì)層上金屬鎳層后，進(jìn)行后續(xù)金屬連線沉積形成歐姆接觸。在上述提供的制備方法中，其中步驟4中采用刻蝕方法除去金屬鎳層。在上述提供的制備方法中，其中所述刻蝕方法為濕法刻蝕。在上述提供的制備方法中，其中所述介電質(zhì)層是高溫沉積在應(yīng)力氮化硅層上。其中，優(yōu)選的沉積溫度為450°C以上。在上述提供的制備方法中，其中所述第二通孔為下小上大錐形通孔。本發(fā)明提供的制備方法改變了傳統(tǒng)的硅化物形成步驟，先進(jìn)行應(yīng)力氮化硅和金屬沉積前的介電質(zhì)層填充，然后再進(jìn)行光刻和刻蝕并形成通孔，在通孔底部沉積鎳金屬并形成硅化物。本發(fā)明中可以在較高的溫度下進(jìn)行應(yīng)力氮化硅層和金屬沉積前的介電質(zhì)層填充，改善了應(yīng)力和填充效果，可以將SAB步驟省略，簡(jiǎn)化了工藝流程。


圖1是本發(fā)明中在已形成CMOS器件的硅片表面沉積應(yīng)力氮化硅層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中沉積介電質(zhì)層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明中形成第一、第二通孔后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明中高溫退火形成金屬硅化物層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明中除去未反應(yīng)金屬層后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種CMOS鎳硅化物和金屬歐姆接觸的工藝制備方法，包括以下步驟 在已形成CMOS器件的硅片表面依次沉積一應(yīng)力氮化硅層和一介電質(zhì)層。在介電質(zhì)層上涂覆一層光刻膠，對(duì)光刻膠層光刻形成第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，所述第一對(duì)第一開(kāi)口和第二開(kāi)口中暴露的介電質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，刻蝕至第一開(kāi)口中暴露出柵極、第二開(kāi)口中暴露出半導(dǎo)體硅片為止，并形成相應(yīng)的第一通孔和第二通孔。在介電質(zhì)層上、第一通孔和第二通孔的底部沉積一金屬鎳層，對(duì)第一通孔和第二通孔中沉積形成的金屬鎳層進(jìn)行高溫退火形成金屬鎳硅化物。在除去介電質(zhì)層上金屬鎳層后，進(jìn)行后續(xù)金屬連線沉積形成歐姆接觸。由于鎳硅化物熱穩(wěn)定性比較差，導(dǎo)致后續(xù)緊跟的應(yīng)力氮化硅和金屬沉積前的介電質(zhì)層填充工藝不能在較高的溫度下進(jìn)行，也就無(wú)法獲得高的應(yīng)力和好的填充性能。在應(yīng)力氮化硅和金屬沉積前的介電質(zhì)層填充以及通孔形成以后再進(jìn)行鎳硅化物工藝，則可避免該缺陷。鎳硅化物通常用在MOS器件柵極、源極和漏極上與后續(xù)金屬連線的連接部分，以實(shí)現(xiàn)低電阻的歐姆接觸。下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以便更好理解本發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)容，但是下述實(shí)施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1和圖2所示，在已經(jīng)形成CMOS器件的硅片表面沉積一應(yīng)力氮化硅層1，然后在應(yīng)力氮化硅層1表面500°C下沉積一介電質(zhì)層2。在介電質(zhì)層2上涂覆一層光刻膠，對(duì)光刻膠層進(jìn)行光刻并形成第一開(kāi)口和第二開(kāi)口。開(kāi)口中暴露出介電質(zhì)層2，第一開(kāi)口設(shè)置在柵極上方位置，第二開(kāi)口設(shè)置在相連柵極之間的位置。對(duì)第一、第二開(kāi)口中暴露的介電質(zhì)層2進(jìn)行刻蝕，第一開(kāi)口刻蝕至開(kāi)口中暴露出柵極為止，從而形成第一通孔11，第二開(kāi)口刻蝕至開(kāi)口中暴露出半導(dǎo)體硅片為止，從而形成第二通孔12。形成的第一、第二通孔11、12將半導(dǎo)體器件需要與金屬連線的柵極、源極、漏極裸漏出來(lái)，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。如圖4所示，在介電質(zhì)層上、第一、第二通孔11、12的底部沉積一金屬鎳層3，并對(duì)第一、第二通孔11、12中沉積形成的金屬鎳層進(jìn)行高溫退火在CMOS柵極、源極、漏極形成金屬硅化物31。之后，在除去介電質(zhì)層2上金屬鎳層3，除去金屬鎳層3后的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 5。最后進(jìn)行后續(xù)的金屬連線沉積形成歐姆接觸。本發(fā)明提供的工藝制備方法改變了傳統(tǒng)的硅化物形成步驟，先進(jìn)行應(yīng)力氮化硅和金屬沉積前的介電質(zhì)層填充，然后再進(jìn)行光刻和刻蝕并形成通孔，在通孔底部沉積鎳金屬并形成硅化物。采用本工藝方法可有效提高應(yīng)力氮化硅應(yīng)力、改善器件性能，并改善金屬沉積前的介電質(zhì)層填空性能、避免出現(xiàn)空洞缺陷，且對(duì)鎳硅化物性質(zhì)無(wú)不良影響。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CMOS鎳硅化物和金屬歐姆接觸工藝的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1 在已形成CMOS器件的硅片表面依次沉積一應(yīng)力氮化硅層和一介電質(zhì)層； 步驟2 在介電質(zhì)層上涂覆一層光刻膠，對(duì)光刻膠層光刻形成第一開(kāi)口和第二開(kāi)口，所述第一對(duì)第一開(kāi)口和第二開(kāi)口中暴露的介電質(zhì)層進(jìn)行刻蝕，刻蝕至第一開(kāi)口中暴露出柵極、第二開(kāi)口中暴露出半導(dǎo)體硅片為止，分別形成相應(yīng)的第一通孔和第二通孔；步驟3，在介電質(zhì)層上、第一通孔和第二通孔的底部沉積一金屬鎳層，對(duì)第一通孔和第二通孔中沉積形成的金屬鎳層進(jìn)行高溫退火形成金屬鎳硅化物；步驟4，在除去介電質(zhì)層上金屬鎳層后，進(jìn)行后續(xù)金屬連線沉積形成歐姆接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟4中采用刻蝕方法除去金屬鎳層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕方法為濕法刻蝕。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述介電質(zhì)層是高溫沉積在應(yīng)力氮化硅層上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述沉積的溫度為450°C以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第二通孔為下小上大錐形通孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種CMOS鎳硅化物和金屬歐姆接觸的制備方法，先進(jìn)行應(yīng)力氮化硅和金屬沉積前的介電質(zhì)層填充，然后再進(jìn)行光刻和刻蝕并形成通孔，在通孔底部沉積鎳金屬并形成硅化物。本發(fā)明中可以在較高的溫度下進(jìn)行應(yīng)力氮化硅層和金屬沉積前的介電質(zhì)層填充，改善了應(yīng)力和填充效果，可以省略SAB步驟，簡(jiǎn)化了工藝流程。
文檔編號(hào)H01L21/768GK102446838SQ20111030798
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者孔祥濤, 陳建維, 韓曉剛 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司