[發明專利]一種CMOS鎳硅化物和金屬歐姆接觸工藝的制備方法

無效

• 申請號: 201110307981.0
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN102446838A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 孔祥濤;韓曉剛;陳建維
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，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

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，不需要的地方用氧化物層遮住。將沉積金屬并與硅進行熱反應形成硅化物，之后沉積應力氮化硅層、填充介電質層并進行平坦化處理。通過圖形轉移（光刻和刻蝕）形成導通孔，將沉積金屬與導通孔底部金屬硅化物連接。

由于應力氮化硅和介電質層皆為高溫的化學沉積過程，而且在高溫下才能獲得更高的應力和填充性能；但溫度過高會導致鎳向硅襯底中過度擴散，形成高電阻的相并增加漏電流。

發明內容

本發明針對現在鎳硅化物和金屬歐姆接觸部分工藝中存在的問題，提出一種?在不影響鎳硅化物性質的前提下，改善應力氮化硅和金屬沉積前德介電質層的工藝性能，并且加應力氮化硅和金屬沉積前德介電質層填充性能。

為了實現上述目的提供一種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力氮化硅層和一介電質層。

步驟2：在介電質層上涂覆一層光刻膠，對光刻膠層光刻形成第一開口和第二開口，所述第一對第一開口和第二開口中暴露的介電質層進行刻蝕，刻蝕至第一開口中暴露出柵極、第二開口中暴露出半導體硅片為止，分別形成相應的第一通孔和第二通孔。

步驟3，在介電質層上、第一通孔和第二通孔的底部沉積一金屬鎳層，對第一通孔和第二通孔中沉積形成的金屬鎳層進行高溫退火形成金屬鎳硅化物。

步驟4，在除去介電質層上金屬鎳層后，進行后續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，其中所述介電質層是高溫沉積在應力氮化硅層上。其中，優選的沉積溫度為450℃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。

本發明提供的制備方法改變了傳統的硅化物形成步驟，先進行應力氮化硅和金屬沉積前的介電質層填充，然后再進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。本發明中可以在較高的溫度下進行應力氮化硅層和金屬沉積前的介電質層填充，改善了應力和填充效果，可以將SAB步驟省略，簡化了工藝流程。

附圖說明

圖1是本發明中在已形成CMOS器件的硅片表面沉積應力氮化硅層后的結構示意圖。

圖2是本發明中沉積介電質層后的結構示意圖。

圖3是本發明中形成第一、第二通孔后的結構示意圖。

圖4是本發明中高溫退火形成金屬硅化物層后的結構示意圖。

圖5是本發明中除去未反應金屬層后的結構示意圖。

具體實施方式

本發明提出一種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力氮化硅層和一介電質層。在介電質層上涂覆一層光刻膠，對光刻膠層光刻形成第一開口和第二開口，所述第一對第一開口和第二開口中暴露的介電質層進行刻蝕，刻蝕至第一開口中暴露出柵極、第二開口中暴露出半導體硅片為止，并形成相應的第一通孔和第二通孔。在介電質層上、第一通孔和第二通孔的底部沉積一金屬鎳層，對第一通孔和第二通孔中沉積形成的金屬鎳層進行高溫退火形成金屬鎳硅化物。在除去介電質層上金屬鎳層后，進行后續金屬連線沉積形成歐姆接觸。

由于鎳硅化物熱穩定性比較差，導致后續緊跟的應力氮化硅和金屬沉積前的介電質層填充工藝不能在較高的溫度下進行，也就無法獲得高的應力和好的填充性能。在應力氮化硅和金屬沉積前的介電質層填充以及通孔形成以后再進行鎳硅化物工藝，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金屬連線的連接部分，以實現低電阻的歐姆接觸。

下面通過實施例來進一步說明本發明，以便更好理解本發明創造的內容，但是下述實施例并不限制本發明的保護范圍。

如圖1和圖2所示，在已經形成CMOS器件的硅片表面沉積一應力氮化硅層1，然后在應力氮化硅層1表面500℃下沉積一介電質層2。