[發明專利]一種多晶硅柵極的制造方法及多晶硅柵極

有效

• 申請號: 201610361902.7
• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN107437500B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 馬萬里
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L29/423;H01L29/49
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;安利霞

本發明提供了一種多晶硅柵極的制造方法及多晶硅柵極，其中，多晶硅柵極的制造方法包括：在襯底上依次生成柵氧化層、多晶硅層和氮化硅層；對所述氮化硅層和所述多晶硅層進行光刻和刻蝕，且所述多晶硅層上被刻蝕的位置保留預設厚度的余量；對外露的所述多晶硅層進行氧化，得到氧化層；去除所述氮化硅層，并在露出的所述多晶硅層上生成硅化物，形成多晶硅柵極。本發明提供的方案通過在刻蝕多晶硅時保留一定的余量，然后通過氧化將其轉化為二氧化硅(氧化層)，能夠保證多晶硅層下方任何位置處的柵氧化層都不會被損傷到，簡化了制作工藝；同時保留了完整的柵氧化層，不會存在交界，提高了器件性能。

技術領域

本發明涉及半導體芯片制造技術領域，特別是指一種多晶硅柵極的制造方法及多晶硅柵極。

背景技術

多晶硅的硅化物制作工藝，常規的做法中為了將多晶硅刻蝕干凈，刻蝕時往往有一定的過刻蝕量，所以被刻蝕掉的多晶硅下方的柵氧化層也會被刻蝕掉一部分；并且，這部分氧化層會受到刻蝕的損傷，其質量受到較大的影響。后續，當表面生長金屬Ti層后，再形成TiSi時，該氧化層不能阻擋Ti層與硅襯底反應。所以，需要在后續采用濕法腐蝕(含有氫氟酸的溶液)去除掉這部分柵氧化層，如圖1所示；且濕法腐蝕時，存在橫向腐蝕的效應，最后，多晶硅下方的柵氧化層也會被腐蝕掉，如圖1中虛線圈中的位置。

另外，在生長氧化層的時候，多晶硅兩側也會被氧化成氧化層(二氧化硅)。同時新生長出來的氧化層與原來的柵氧化層間存在著交界，如圖2中虛線圈處位置，該交界的存在，會影響到器件性能。

也可以說，多晶硅的硅化物制作工藝常規做法是，利用多晶硅以外區域的氧化層做屏蔽，生長金屬Ti層，然后經過退火，使得多晶硅與Ti發生反應，生成TiSi。有個關鍵點就是，凡是不需要生成TiSi的區域，必須用足夠厚的氧化層保護住硅襯底。否則，Ti可能穿透氧化層與其下方的硅襯底發生反應。為了達到這個目的，這個氧化層的質量或者厚度要求比較嚴格，對于受到過損傷的氧化層，必須事先用濕法腐蝕去除，然后再生長新的氧化層。這就會帶來一些其他問題，諸如工藝復雜、損傷到多晶硅下方的柵氧化層等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多晶硅柵極的制造方法及多晶硅柵極，解決現有技術中多晶硅柵極的制造工藝復雜且器件性能差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供一種多晶硅柵極的制造方法，包括：

在襯底上依次生成柵氧化層、多晶硅層和氮化硅層；

對所述氮化硅層和所述多晶硅層進行光刻和刻蝕，且所述多晶硅層上被刻蝕的位置保留預設厚度的余量；

對外露的所述多晶硅層進行氧化，得到氧化層；

去除所述氮化硅層，并在露出的所述多晶硅層上生成硅化物，形成多晶硅柵極。

可選地，所述在露出的所述多晶硅層上生成硅化物，形成多晶硅柵極的步驟包括：

在所述氧化層和露出的所述多晶硅層上生成金屬層，所述金屬層的金屬能夠與硅反應，且生成物的電阻小于預設閾值；

通過熱處理使所述金屬層與接觸的所述多晶硅層進行反應，生成硅化物；

去除未發生反應的所述金屬層，形成多晶硅柵極。

可選地，在所述在露出的所述多晶硅層上生成硅化物后，還包括：

對所述硅化物進行熱處理。

可選地，所述柵氧化層的生長溫度范圍為900～1200℃，厚度范圍為0.01～1.0um；所述多晶硅層的生長溫度范圍為500～700℃，厚度范圍為0.05～2.0um；所述氮化硅層的生長溫度范圍為500～1000℃，厚度范圍為0.01～2.0um。

可選地，所述預設厚度的范圍為0.01～0.1um。