[發明專利]金屬硅化物柵極的形成方法

有效

• 申請號: 201110440593.X
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN103177949A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 國天增;劉鵬;陳華倫
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/8238
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

1.一種金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、在硅基板上形成一層柵極介質層；

步驟二、在所述柵極介質層上形成柵極多晶硅；

步驟三、在所述柵極多晶硅上形成一中間結構層；該中間結構層為一緩沖層，或一緩沖層加上一阻擋層；

步驟四、在所述中間結構層上形成金屬硅化物層；

步驟五、采用光刻刻蝕工藝依次對所述金屬硅化物層、所述中間結構層和所述柵極多晶硅進行刻蝕并將金屬硅化物柵極區域外的所述金屬硅化物層、所述中間結構層和所述柵極多晶硅全部去除，形成由所述柵極多晶硅、所述中間結構層和所述金屬硅化物層疊加而成的金屬硅化物柵極；

步驟六、利用堿性刻蝕液對所述金屬硅化物柵極的所述緩沖層進行刻蝕，從所述金屬硅化物柵極的側面往里，所述緩沖層被刻蝕掉一段距離并形成一凹槽形貌；

步驟七、采用氧化工藝在形成有所述凹槽形貌的所述金屬硅化物柵極的所述柵極多晶硅側面、以及多晶柵極區域外的所述硅基板的表面形成第一氧化層；所述緩沖層也同時被氧化形成第二氧化層，所述第二氧化層從所述凹槽形貌的里側向外生長，所述第二氧化層的外側表面位于所述第一氧化層的外側表面的里側或相平；

步驟八、對所述第一氧化層進行刻蝕，所述多晶柵極區域外的所述硅基板的表面的所述第一氧化層完全被去除、所述金屬硅化物柵極的側面上的所述第一氧化層部分保留并形成所述金屬硅化物柵極的氧化層側壁。

2.如權利要求1所述的金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于：步驟三中所述緩沖層為Ti，所述阻擋層為TiN或者WN。

3.如權利要求1所述的金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于：步驟六中所述堿性刻蝕液的組成成分包含NH₄OH和H₂O₂，且所述堿性刻蝕液對成分滿足對所述緩沖層的刻蝕速率大于100埃/分鐘、對所述柵極多晶硅的刻蝕速率小于5埃/分鐘、對所述金屬硅化物不刻蝕，所述堿性刻蝕液的溫度50℃。

4.如權利要求3所述的金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于：所述堿性刻蝕液的組成成分為NH₄OH、H₂O₂和H₂O，NH₄OH、H₂O₂和H₂O的體積比為1∶1∶5。

5.如權利要求3所述的金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于：步驟六中刻蝕形成所述凹槽形貌時要求保證對所述柵極多晶硅的刻蝕量小于5埃。

6.如權利要求1所述的金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于：步驟七中所述第一氧化層的厚度為幾十埃。

7.如權利要求1所述的金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于：步驟四中所述金屬硅化物層為WSi_x，CoSi_x，TiSi_x，MoSi_x，NiSi_x。

8.如權利要求1所述的金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于：步驟四中采用物理氣相沉積或化學氣相沉積工藝形成所述金屬硅化物層，且形成所述金屬硅化物層的溫度條件要小于600度。

9.如權利要求1所述的金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于：步驟一中所述柵極介質層為氧化硅，氮化硅，或者氧化硅和氮化硅的組合。

10.如權利要求1所述的金屬硅化物柵極的形成方法，其特征在于：步驟四中還包括在所述金屬硅化物層上形成一頂層介質層的步驟，步驟五中也需要采用刻蝕工藝將所述金屬硅化物柵極區域外的所述頂層介質層去除。