專利名稱：一種制備自對準(zhǔn)鎳硅化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種自對準(zhǔn)鎳硅化物的制備方法。
背景技術(shù)：
目前的MOS器件中的NiSi制造工藝流程通常依次包括硅片表面清潔、Ni和保護(hù)層濺射、第一次高溫退火、濕式選擇性刻蝕和第二次高溫退火。由于在退火形成鎳硅化物的過程中，由于Ni是主要活動元素，退火時鎳很容易鉆入硅襯底深處形成缺陷，導(dǎo)致漏電流。而且鎳硅化物熱穩(wěn)定性不好，容易形成高電阻的NiSi2。 目前的改善鎳硅化物熱穩(wěn)定性主要方法是在鎳薄膜中添加鉬，延緩了NiSi向NiSi2的轉(zhuǎn)變，提高相變溫度。隨著半導(dǎo)體器件由65納米向45/32納米以下發(fā)展，需要添加的鉬含量越來越高。但是鉬為貴重金屬，這將導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種自對準(zhǔn)鎳硅化物的制備方法，以較低的成本改善NiSi退火過程中鎳硅化物的熱穩(wěn)定性，避免鎳過度擴散以及形成高電阻的NiSi2。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種制備自對準(zhǔn)鎳硅化物的方法，首先，在包含源/漏裸露的半導(dǎo)體器件表面依次沉積第一含Pt鎳薄膜層、第二含Pt鎳薄膜層；其次，對器件進(jìn)行第一次高溫退火，并刻蝕除去高溫退火后的器件中未反應(yīng)的含Pt鎳薄膜層；最后，對器件進(jìn)行第二次高溫退火形成均勻的低電阻硅化物，其中第一含Pt鎳薄膜層中的鉬量不低于第二鉬鎳薄膜層種的含量。在本發(fā)明提供的一優(yōu)選實施例中，其中所述制備方法還包括在沉積鎳薄膜前對硅片的清洗步驟。在本發(fā)明提供的一優(yōu)選實施例中，其中所述第二含Pt鎳薄膜層表面還沉積一保護(hù)層，所述保護(hù)層在隨著未反應(yīng)的含Pt鎳薄膜層一同被除去。進(jìn)一步優(yōu)選，保護(hù)層為鈦或氮化鈦保護(hù)層。在本發(fā)明提供的一優(yōu)選實施例中，其中所述刻蝕為濕法刻蝕。在本發(fā)明提供的一優(yōu)選實施例中，其中所述第一含Pt鎳薄膜層中Pt的含量為8 30%。在本發(fā)明提供的一優(yōu)選實施例中，其中所述第二含Pt鎳薄膜層中Pt的含量為0 8%。本發(fā)明提供的方法分兩次進(jìn)行濺射沉積薄膜，第一次沉積含高濃度Pt的鎳薄膜，第二次沉積含低濃度Pt的鎳薄膜，然后通過高溫退火形成鎳硅化物。先沉積的鎳薄膜中Pt與硅反應(yīng)形成硅化物以后，形成一道壁壘，可以抑止后續(xù)鎳向硅的急速擴散，阻止NiSi轉(zhuǎn)變?yōu)镹iSi2。相對于傳統(tǒng)的一次沉積高含量Pt的鎳薄膜工藝,可顯著降低生產(chǎn)成本。


圖I是本發(fā)明實施例I中的沉積完第一含Pt鎳薄膜層、第二含Pt鎳薄膜層和保護(hù)層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實施例I中完成第一次高溫退火后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實施例I中完成第二次高溫退火后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供的方法中，制備鎳薄膜時分兩次沉積不同Pt含量的薄膜來改善鎳硅化物熱穩(wěn)定性的同時降低制造成本。以下通過實施例對本發(fā)明提供的制備方法，作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便更好理解本發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)容，但實施例的內(nèi)容并不限制發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。實施例I
首先，硅片通過預(yù)處理表面的氧化物后，送入高真空密閉的腔體，在半導(dǎo)體器件表面依次濺射沉積第一含Pt鎳薄膜層11、第二含Pt鎳薄膜層21和保護(hù)層31，所形成的結(jié)構(gòu)如圖I所示。第一含Pt鎳薄膜層中11的Pt濃度較高，第二含Pt鎳薄膜層21中的Pt濃度較低。優(yōu)選，第一含Pt鎳薄膜層11中Pt的含量為8 30%，第二含Pt鎳薄膜層21中Pt的含量為0 8%。如圖2所示，將完成沉積后的器件進(jìn)行第一次高溫退火，使得金屬與硅界面處形成NixPtySi化合物12。由于沉積時底部鎳薄膜含Pt較高，可形成一道阻止后續(xù)鎳向硅中急速擴散，提高NiSi轉(zhuǎn)化為高電阻的NiSi化合物22。采用濕法刻蝕除去高溫退火后的器件中未反應(yīng)的含Pt鎳薄膜層和保護(hù)層31。最后，對器件進(jìn)行第二次高溫退火，NixPtySi化合物形成均勻的低電阻硅化物13，形成結(jié)構(gòu)如圖3所示。實施例2
本實施例在實施例I的基礎(chǔ)上，在沉積器件表面只沉積第一含Pt鎳薄膜層11、第二含Pt鎳薄膜層21，在濕法刻蝕除去未反應(yīng)含Pt鎳薄膜層時，省去去除保護(hù)層的步驟。以上對本發(fā)明的具體實施例進(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施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(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
1.一種制備自對準(zhǔn)鎳硅化物的方法，其特征在于，首先，在包含源/漏裸露的半導(dǎo)體器件表面依次沉積第一含Pt鎳薄膜層、第二含Pt鎳薄膜層；其次，對器件進(jìn)行第一次高溫退火，并刻蝕除去高溫退火后的器件中未反應(yīng)的含Pt鎳薄膜層；最后，對器件進(jìn)行第二次高溫退火形成均勻的低電阻硅化物，其中第一含Pt鎳薄膜層中的鉬量不低于第二鉬鎳薄膜層種的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述制備方法還包括在沉積鎳薄膜前對娃片的清洗步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二含Pt鎳薄膜層表面還沉積一保護(hù)層，所述保護(hù)層在隨著未反應(yīng)的含Pt鎳薄膜層一同被除去。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述保護(hù)層為鈦或氮化鈦保護(hù)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述刻蝕為濕法刻蝕。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一含Pt鎳薄膜層中Pt的含量為8 30%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二含Pt鎳薄膜層中Pt的含量為0 8%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備自對準(zhǔn)鎳硅化物的方法，首先，在包含源/漏裸露的半導(dǎo)體器件表面依次沉積第一含Pt鎳薄膜層、第二含Pt鎳薄膜層；其次，對器件進(jìn)行第一次高溫退火，并刻蝕除去高溫退火后的器件中未反應(yīng)的含Pt鎳薄膜層；最后，對器件進(jìn)行第二次高溫退火形成均勻的低電阻硅化物，其中第一含Pt鎳薄膜層中的鉑量不低于第二鉑鎳薄膜層種的含量。本發(fā)明提供的方法中，先沉積的鎳薄膜中Pt與硅反應(yīng)形成硅化物以后，形成一道壁壘，可以抑止后續(xù)鎳向硅的急速擴散，阻止NiSi轉(zhuǎn)變?yōu)镹iSi2。相對于傳統(tǒng)的一次沉積高含量Pt的鎳薄膜工藝，可顯著降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L21/28GK102723268SQ20121020448
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者孔祥濤, 張旭升, 陳建維, 韓曉剛 申請人:上海華力微電子有限公司