[發(fā)明專利]金屬硅化物橋連測(cè)試結(jié)構(gòu)、形成方法和測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110105087.5
• 申請(qǐng)日: 2011-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN102760725A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉金華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/544
• 分類號(hào): H01L23/544;G01R31/26
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 牛崢;王麗琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，特別涉及一種金屬硅化物橋連測(cè)試結(jié)構(gòu)、形成方法和測(cè)試方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體制造工藝的發(fā)展，半導(dǎo)體器件尺寸縮小帶來(lái)了相對(duì)接觸電阻的提升，為了降低相對(duì)接觸電阻，金屬硅化物(silicide)的形成工藝得到了廣泛的應(yīng)用。

在實(shí)際應(yīng)用中，由于所形成的接觸孔的底部為金屬硅化物，而接觸孔的位置只能位于柵極之上或者源、漏極之上，接觸孔不可能形成于側(cè)壁層之上，因此，在理想情況下，我們并不期望側(cè)壁層之上覆蓋有金屬硅化物。換句話說(shuō)，在恰當(dāng)?shù)墓に噮?shù)下，金屬硅化物不可能產(chǎn)生于側(cè)壁層之上，但是，在不恰當(dāng)?shù)墓に噮?shù)下，金屬硅化物可能覆蓋在側(cè)壁層之上。金屬硅化物橋連(silicide?bridging)測(cè)試方法就是用于檢測(cè)側(cè)壁層之上是否覆蓋有金屬硅化物，以確定當(dāng)前的工藝參數(shù)是否恰當(dāng)，以進(jìn)一步對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和修正。

圖1～圖4為現(xiàn)有技術(shù)中金屬硅化物橋連測(cè)試方法的過(guò)程剖面示意圖，該方法主要包括：

步驟101，參見圖1，提供一半導(dǎo)體襯底1001，在半導(dǎo)體襯底1001表面生長(zhǎng)柵氧化層1002，并沉積多晶硅，利用光刻、刻蝕和離子注入等工藝形成柵極結(jié)構(gòu)。

本步驟中，首先進(jìn)行柵氧化層1002的生長(zhǎng)；然后，通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝，在晶片表面淀積一層多晶硅1003，厚度約為500～2000埃；之后，通過(guò)光刻、刻蝕和離子注入等工藝，制作出柵極結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所述柵極結(jié)構(gòu)包括由多晶硅構(gòu)成的柵極1003和位于柵極下方的柵氧化層1002。

另外，需要說(shuō)明的是，圖1示出的半導(dǎo)體襯底1001為有源區(qū)，有源區(qū)1001還與其他器件以隔離區(qū)(圖1未示出)相隔。在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，將晶片上做有源器件的區(qū)域稱為有源區(qū)。

步驟102，參見圖2，在半導(dǎo)體襯底1001表面依次沉積二氧化硅(SiO₂)和氮化硅(SiN)，然后采用干法刻蝕工藝進(jìn)行刻蝕，形成第二側(cè)壁層1004和第一側(cè)壁層1005，第一側(cè)壁層1005和第二側(cè)壁層1004共同構(gòu)成半導(dǎo)體器件的側(cè)壁層1010。

另外，在現(xiàn)有技術(shù)中可能還包括形成側(cè)壁層的其他方法，例如：側(cè)壁層還有可能是NON結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)側(cè)壁層包括：第一側(cè)壁層、第二側(cè)壁層和第三側(cè)壁層，其中，第一側(cè)壁層和第三側(cè)壁層為氮化硅，第二側(cè)壁層是二氧化硅，形成方法為：在沉積氮化硅，然后采用干法刻蝕工藝刻蝕氮化硅，刻蝕后的氮化硅覆蓋柵極結(jié)構(gòu)表面，形成第三側(cè)壁層；依次沉積二氧化硅和氮化硅，采用干法刻蝕工藝刻蝕氮化硅，采用濕法刻蝕工藝刻蝕二氧化硅，刻蝕后的氮化硅和二氧化硅覆蓋在第三側(cè)壁層表面，形成第一側(cè)壁層和第二側(cè)壁層，第一側(cè)壁層為刻蝕后的氮化硅，第二側(cè)壁層為刻蝕后的二氧化硅。

圖2所示側(cè)壁層的形成方法僅為舉例說(shuō)明，并非用于限定本發(fā)明。

步驟103，參見圖3，沉積金屬，然后進(jìn)行快速退火處理(RTA)，由于金屬可與硅反應(yīng)，但是不會(huì)與硅氧化物如二氧化硅、硅氮化物如氮化硅反應(yīng)，所以金屬只會(huì)與暴露出的半導(dǎo)體襯底1001表面或柵極1003表面發(fā)生反應(yīng)形成金屬硅化物1006，在恰當(dāng)?shù)墓に噮?shù)下，金屬硅化物1006不可能形成于側(cè)壁層之上。

在本步驟中，沉積的金屬可為鎳(Ni)、鈦(Ti)或者鈷(Co)等任一種金屬，相應(yīng)地，所形成的金屬硅化物1006可為鎳基硅化物、鈦基硅化物或鈷基硅化物等，金屬硅化物1006是由金屬和硅經(jīng)過(guò)物理化學(xué)反應(yīng)形成的一種化合態(tài)，其導(dǎo)電特性介于金屬和硅之間。

步驟104，參見圖4，分別在柵極1003兩側(cè)的金屬硅化物1006之上連接第一金屬線1007和第二金屬線1008，第一金屬線1007的末端為第一襯墊(pad?1)，第二金屬線1008的末端為第二襯墊(pad?2)，在柵極的金屬硅化物1006之上連接第三金屬線1009，第三金屬線1009的末端為第三襯墊(pad?3)。

上述襯墊可為金屬(例如，金屬鋁)片，襯墊為現(xiàn)有半導(dǎo)體器件制作中的常用連通結(jié)構(gòu)，此處不再詳細(xì)描述，可參考相應(yīng)的內(nèi)容以知曉其制作方法。

測(cè)試的方法為：在第一襯墊和第三襯墊之間施加電壓，如果柵極左側(cè)的側(cè)壁層之上存在金屬硅化物1006，則柵極左側(cè)半導(dǎo)體襯底1001上的金屬硅化物1006、柵極左側(cè)的側(cè)壁層上的金屬硅化物1006、以及柵極1003上的金屬硅化物1006將形成一通路，且有電流流過(guò)，因此，通過(guò)檢測(cè)第一襯墊和第三襯墊之間是否有電流，可判定柵極1003左側(cè)的側(cè)壁層之上是否存在金屬硅化物1006。