[發明專利]一種金屬硅化物絕緣層的形成方法

有效

• 申請號: 201410604577.3
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104332400B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 趙鵬
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/314
• 分類號: H01L21/314;H01L21/316;H01L21/311
• 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

技術領域

本發明涉及集成電路制造領域，特別是指一種適用于SONOS工藝下的金屬硅化物絕緣層(silicide block)的形成方法。

背景技術

集成電路中為了有效提高集成電路工作效率,降低電阻并減少電阻及電容所造成的信號傳遞延遲，采用金屬硅化物(silicide)成為普遍選擇，其電阻率低(約為10^-7Ω·m)，硬度高。金屬硅化物多在超大規模集成電路中使用，如用作金屬柵、肖特基接觸、歐姆接觸等。

金屬硅化物工藝是在以濺射沉積的方式沉積一層金屬,一般為Ti、Co或Ni,經過第一次快速退火處理,使硅與淀積的金屬發生反應生成金屬硅化物。根據退火溫度設定,使得其他絕緣層(氧化硅或者氮化硅)上淀積的金屬不產生硅化物。在實際工藝中,有一些器件區域不需要硅化物,而區分金屬硅化物區域和絕緣層區域(silicide block)則需要掩膜版來定義。在SONOS工藝中，使用ONO膜層作為Flash的存儲介質，ONO掩膜版通常只保留SONOS區域的膜層，其他所有區域均被刻蝕掉。ONO膜層由3層結構構成，分別為底層氧化硅(tunnel oxide),通常為中間氮化硅層(Nitride)，通常為頂層氧化硅(HTO)，通常為ONO膜中間最厚的氮化硅層與一般工藝中的金屬硅化物絕緣層的厚度相仿，本身可作為金屬硅化物絕緣層，同時頂層HTO的存在，可以讓后續的刻蝕停止在氧化硅表層，而不消耗氮化硅的厚度，因此，這讓ONO膜層從前道保留到后道金屬硅化物層成為可能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種金屬硅化物絕緣層的形成方法，其形成金屬硅化物絕緣層不需要額外的掩膜版。

為解決上述問題，本發明所述的金屬硅化物絕緣層的形成方法，包含如下步驟：

第一步，在對ONO膜層進行刻蝕時，采用金屬硅化物絕緣層的掩膜版，保留SONOS區域的ONO膜層，其他金屬硅化物絕緣層區域的ONO膜層也同時保留；

第二步，進行器件的柵極及源漏區的器件結構制作；

第三步，以保留的ONO膜層作為金屬硅化物絕緣層，器件表面生成金屬硅化物；

第四步，沉積金屬，并經過快速退火處理；

第五步，去除不需要的金屬沉積層。

進一步地，所述第二步中，進行器件常規結構的制作過程中，在對多晶硅柵極進行刻蝕時，采用高選擇比的干法刻蝕，確保源漏區的ONO膜層刻蝕停留在頂層氧化硅，防止源漏區的氮化硅損失。

進一步地，所述第五步中，采用選擇性強的濕法刻蝕去除不需要的金屬沉積層。

本發明所述的金屬硅化物絕緣層的形成方法，使用SONOS工藝中的ONO膜層來作為金屬硅化物的絕緣層，將ONO膜層保留到金屬硅化物的層次，保留的ONO膜層的區域由金屬硅化物的掩膜版定義，從而無需采用額外的光刻板，達到節省掩膜版、降低成本的目的。

附圖說明

圖1是器件多晶硅柵極區域去除ONO膜層示意圖。

圖2是多晶硅刻蝕示意圖。

圖3是LDD注入示意圖。

圖4是源漏注入示意圖。

圖5是本發明工藝流程圖。

具體實施方式

本發明所述的金屬硅化物絕緣層的形成方法，包含如下步驟：

第一步，在對ONO膜層進行刻蝕時，采用金屬硅化物絕緣層的掩膜版，保留SONOS區域的ONO膜層，其他金屬硅化物絕緣層區域的ONO膜層也同時保留；

第二步，制作形成器件的多晶硅柵極、側墻、源漏區等常規結構。在對多晶硅柵極區域進行刻蝕時，采用高選擇比的干法刻蝕，確保源漏區的ONO膜層刻蝕停留在頂層氧化硅，防止源漏區的氮化硅損失。

本步驟需要特別注意的是：由于ONO層次在多晶硅層次之前,這需要將器件柵極區域ONO膜層去除,保留源漏區域ONO膜層，如圖1所示。在制作多晶硅柵極時，此處ONO間距較小，基本等效于多晶硅柵極的尺寸。這對光刻有較高要求，ONO層次設計規則要相應變動,同時生產中也許需要用到更高等級的掩膜版。

由于常規刻蝕都有過刻(over etch)步驟,多晶硅刻蝕會消耗源漏區域ONO頂層的氧化硅，如果刻蝕不能停止在頂層氧化硅表面,會繼續向下刻蝕,如圖2所示，消耗中間的氮化硅層,從而導致最終的絕緣層變薄,妨礙作為金屬硅化物絕緣層的效果，所以此處要求多晶硅刻蝕條件提高多晶硅和氧化硅之間選擇比,確保蝕刻停止在氧化硅表面,防止源漏的氮化硅有損失。