[發(fā)明專(zhuān)利]用于測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物平面生長(zhǎng)速率的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210204477.2
• 申請(qǐng)日: 2012-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102723323A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪棋梁;陳宏璘;范榮偉;龍吟;郭明升
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/544
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/544;H01L21/66
• 代理公司: 上海新天專(zhuān)利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，尤其涉及一種用于測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物平面內(nèi)生長(zhǎng)速度的結(jié)構(gòu)以及利用這種結(jié)構(gòu)測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物的方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路工藝的發(fā)展以及關(guān)鍵尺寸按比例縮小，一些新材料和新工藝都會(huì)被引入到集成電路的工藝中來(lái)以滿(mǎn)足整體功能的要求。例如前段的金屬硅化物生長(zhǎng)工藝方面，為了滿(mǎn)足器件對(duì)于更小電阻的要求，金屬鎳就被引入作為與接觸孔連接的材料。

金屬鎳硅化物形成的工藝流程包括：在器件柵極上形成后表面生長(zhǎng)氮化物薄膜，之后通過(guò)光刻和刻蝕將需要生長(zhǎng)金屬硅化物的地方打開(kāi)，然后再用物理氣相沉積的方法形成鎳金屬薄膜，通過(guò)退火使鎳金屬在單晶硅的平面內(nèi)和垂直兩個(gè)方向擴(kuò)散反應(yīng)形成金屬硅化物，最后由濕法刻蝕形成所需要的結(jié)構(gòu)。

但是由于鎳的反應(yīng)活性較高，如果在反應(yīng)的過(guò)程中的生長(zhǎng)速率控制不好就會(huì)造成器件性能的失效。金屬異常會(huì)生成造成器件的柵極和源極連通，從而導(dǎo)致整個(gè)器件的失效。那么，用一種方法來(lái)研究金屬鎳硅化物在不同濃度離子阱上的生長(zhǎng)速率，控制好鎳金屬硅化物在平面內(nèi)的生長(zhǎng)就顯得十分的重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種用于測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物平面生長(zhǎng)速率的結(jié)構(gòu)，通過(guò)該結(jié)構(gòu)在由電子顯微鏡直接觀(guān)察金屬鎳硅化物不同離子阱上平面內(nèi)的生長(zhǎng)程度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明提供一種用于測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物平面生長(zhǎng)速率的結(jié)構(gòu)，包括一有源區(qū)，所述有源區(qū)上設(shè)有離子阱，所述離子阱上設(shè)有金屬鎳硅化合物，所述金屬鎳硅化合物上面設(shè)有第一接觸孔，所述有源區(qū)上設(shè)有第二接觸孔，所述第二接觸孔內(nèi)不存在金屬鎳硅化合物。

在本發(fā)明提供一優(yōu)選實(shí)施例中，所述離子阱為N型或P型。

在本發(fā)明提供一優(yōu)選實(shí)施例中，所述有源區(qū)為N型或P型。

本發(fā)明另外一個(gè)目的在提供一種利用上述提供的結(jié)構(gòu)測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物平面生長(zhǎng)速率的方法，包括以下步驟：首先，用掃描電子顯微鏡觀(guān)察第一接觸孔和第二接觸孔中亮度，所述第一接觸孔底部暴露出有源區(qū)，所述第二接觸孔設(shè)置底部暴露出離子阱上方的金屬鎳硅化合物。其次，讓金屬鎳硅化合物沿著水平方位生長(zhǎng)，并監(jiān)測(cè)第一接觸孔和第二接觸孔中的亮度變化，當(dāng)亮度發(fā)生改變時(shí)停止金屬鎳硅化合物的生長(zhǎng)，記錄生長(zhǎng)時(shí)間及第一接觸孔和第二接觸孔之間的距離。最后，根據(jù)記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)計(jì)算金屬鎳硅化合物的生長(zhǎng)速率。

在本發(fā)明提供一優(yōu)選實(shí)施例中，離子阱為N型或P型。

在本發(fā)明提供一優(yōu)選實(shí)施例中，有源區(qū)為N型或P型。

本發(fā)明通過(guò)電子顯微鏡觀(guān)察接觸孔的亮暗強(qiáng)度，直接讀出不同離子濃度的阱上金屬鎳硅化物在平面內(nèi)的生長(zhǎng)長(zhǎng)度，再由工藝時(shí)間計(jì)算出反應(yīng)的速率，并通過(guò)整個(gè)晶圓上不同位置的觀(guān)察得到有量化數(shù)值的鎳金屬硅化物生長(zhǎng)速率分布圖，從而更好的控制該工藝的質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中用于測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物平面生長(zhǎng)速率結(jié)構(gòu)測(cè)試前的剖面圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中用于測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物平面生長(zhǎng)速率結(jié)構(gòu)測(cè)試后的剖面圖。

圖4是圖3的俯視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種用于測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物平面生長(zhǎng)速率的結(jié)構(gòu)，以及利用這樣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)測(cè)定阱上金屬鎳硅化合物平面生長(zhǎng)速率的方法。

以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)和方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便更好理解本發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容，但實(shí)施例的內(nèi)容并不限制本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明選在同一個(gè)有源區(qū)內(nèi)形成一種類(lèi)型的離子阱（N或P型）在，在該離子阱的上方生長(zhǎng)一層金屬鎳硅化物，再在金屬鎳硅化物上面形成第一接觸孔，同時(shí)在其邊上一定距離的有源區(qū)上連接第二接觸孔，測(cè)量第一接觸孔和第二接觸孔之間的距離L。

由于離子阱極性的不同該金屬鎢接觸孔在掃描電子顯微鏡下可顯示為不同的亮暗強(qiáng)度，電場(chǎng)下連接P型離子阱的鎢接觸孔為亮，而N型上面的鎢接觸孔為暗。圖2顯示的是金屬鎳硅化物上的接觸孔和有源區(qū)上的接觸孔內(nèi)亮度不一樣時(shí)情況。

對(duì)器件進(jìn)行處理，使得金屬鎳硅化合物沿著水平方位生長(zhǎng)，并監(jiān)測(cè)第一接觸孔和第二接觸孔中的亮度變化。當(dāng)如圖3和4所示有金屬鎳硅化物上的接觸孔和有源區(qū)上的接觸孔中的亮度一樣時(shí)，就表示有金屬鎳硅化物已經(jīng)生長(zhǎng)到傍邊的接觸孔的位置，測(cè)得阱上金屬鎳硅化物上的生長(zhǎng)長(zhǎng)度，再由工藝時(shí)間就可以計(jì)算出金屬鎳硅化物在的阱上金屬鎳硅化物的生長(zhǎng)速率。