一种在接触孔中制备薄膜的方法技术

本发明专利技术提供了一种在接触孔中制备薄膜的方法，在具有接触孔以及位于接触孔底部的金属硅化物和/或硅区的衬底上进行，包括：采用除气工艺去除衬底表面和接触孔表面的水汽；采用预清洗工艺清洗衬底表面和接触孔表面；在第一温度下在接触孔底部和顶部表面形成Ti层；在第二温度下在Ti层表面和接触孔侧壁形成TiN层；在第三温度下采用除气工艺促进Ti层和位于Ti层底部的硅区的Si的反应生成钛硅化物；其中，第三温度与第一温度、第二温度不相同。本发明专利技术在接触孔底部沉积了Ti层之后，利用除气工艺来促进Ti与Si层的充分反应形成钛硅化物(Ti‑Silicide)，从而使得沉积于接触孔底部的硅层的Ti层能够与该硅层形成良好的欧姆接触。

Method for preparing thin film in contact hole

The present invention provides a method for preparing thin film in contact hole, and in having a contact hole located in the contact hole at the bottom of the metal silicide and / or silicon substrate area, including: the degassing process removes the substrate surface and the surface of the contact hole of the water vapor; the pre cleaning process and cleaning the substrate surface the surface of the contact hole; at a first temperature Ti layer formed in the contact hole at the top and bottom surface; the temperature in the second TiN layer is formed on the surface of the Ti layer and the side wall of a contact hole; the temperature in the third used in addition reaction of titanium silicide gas process to promote the Ti layer and the silicon area is located in the Ti layer at the bottom of the Si; the third, the first second temperature and temperature, temperature is not the same. After the invention of the contact hole is deposited at the bottom of the Ti layer, using the degassing process to promote the full reaction of Ti and Si layer formation of titanium silicide (Ti Silicide), Ti layers of silicon so that the deposition in the contact hole bottom can form good ohmic contact with the silicon layer.

【技术实现步骤摘要】
一种在接触孔中制备薄膜的方法
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种在接触孔中制备薄膜的方法。
技术介绍
在55nm传统半导体制程中，如图1所示，在源漏区上形成硅化物区，硅化物区通常为镍硅化物，接触孔(CT)形成于镍硅化物上，接着，在接触孔底部形成Ti层，然后，在接触孔侧壁和Ti层上生长TiN来作为后续填充于接触孔中的钨栓的阻挡黏附层，这里，采用Ti作为镍硅化物与TiN之间的连接层。Ti金属与下层的镍硅化物有很好的黏附性，并且金属Ti能吸引周围的氧原子，形成的氧化物TiOx也为导电金属，能够降低源漏栅区的导通电阻和接触电阻。此外，在CMOS图像传感器(CIS)平台上，Ti连接层下面连接的既可能是硅化物区域的镍硅化物，也可能是非硅化物区域的硅层(silicon)。在非硅化物区域，Ti与Si会反应生成TiSix，从而形成较好的欧姆接触，并且随着温度的增高和加热时间的增加，生成的TiSix会更加厚实，从而使得接触孔(CTG)层与非硅化物区域得到更好的接触。然而，高温会造成前层的注入离子的进一步扩散，从而对器件性能造成影响。随着线宽越来越小，目前半导体后段制程使用的温度越来越低，造成了非硅化物区的Ti与Si层的不充分反应，甚至不反应，在Ti与Si层的不良接触造成接触孔和非硅化物区域的整体RC偏高，甚至个别点有极高阻值，并因而引起了产品良率的损失。
技术实现思路
为了克服以上问题，本专利技术旨在提供一种在接触孔中制备薄膜的方法，使得沉积于接触孔底部的硅层的Ti层能够与该硅层形成良好的欧姆接触。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种在接触孔中制备薄膜的方法，在具有接触孔以及位于接触孔底部的金属硅化物和/或硅区的衬底上进行，包括：步骤01：采用除气工艺去除衬底表面和接触孔表面的水汽；步骤02：采用预清洗工艺清洗衬底表面和接触孔表面；步骤03：在第一温度下在接触孔底部和顶部表面形成Ti层；步骤04：在第二温度下在Ti层表面和接触孔侧壁形成TiN层；步骤05：在第三温度下采用除气工艺促进Ti层和位于Ti层底部的硅区的Si的反应生成钛硅化物；其中，所述第三温度与所述第一温度、所述第二温度不相同。优选地，所述第三温度高于所述第一温度，且高于所述第二温度。优选地，衬底表面和接触孔表面具有氧化膜，所述步骤02中，采用预清洗工艺时将衬底表面和接触孔表面的氧化膜去除。优选地，去除氧化膜的厚度为优选地，所述步骤03中，采用气相沉积法在接触孔底部、侧壁和顶部沉积Ti层，然后，图案化Ti层，去除接触孔侧壁和顶部的Ti层，保留接触孔底部的Ti层。优选地，所述步骤04中，采用金属有机化合物气相沉积工艺在Ti层表面和接触孔侧壁和顶部沉积TiN层。优选地，所述TiN层的厚度为优选地，所述步骤05中，所述除气工艺的反应时间为30～60S。优选地，所述步骤05中的除气工艺和所述步骤01中的除气工艺的温度和时间不相同，其它参数均相同。优选地，所述除气工艺的过程采用加热使不稳定核素释出并离子化后排出，从而去除水汽和前道刻蚀工序的残留物。本专利技术的在接触孔中制备薄膜的方法，在接触孔底部沉积了Ti层之后，利用除气工艺来促进Ti与Si层的充分反应形成钛硅化物(Ti-Silicide)，从而使得沉积于接触孔底部的硅层的Ti层能够与该硅层形成良好的欧姆接触。附图说明图1为本专利技术的一个较佳实施例的在接触孔中制备薄膜的方法的流程示意图图2-6为本专利技术的一个较佳实施例的在接触孔中制备薄膜的方法的各制备步骤示意图具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本专利技术的内容作进一步说明。当然本专利技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本专利技术的保护范围内。以下结合附图1-6和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。请参阅图1，本实施例中，在接触孔中制备薄膜的方法，包括：步骤01：请参阅图2，采用除气工艺去除衬底00表面和接触孔03表面的水汽；具体的，在具有接触孔03以及位于接触孔03底部的金属硅化物和/或硅区02的衬底00上进行，衬底00中还具有源漏区01，栅极04，这里，栅极04顶部也具有金属硅化物和/或硅区02，金属硅化物可以为镍硅化物，除气工艺的过程采用加热使不稳定核素释出并离子化后排出，从而去除水汽和前道刻蚀工序的残留物，可以采用常规除气工艺，这里不再赘述。步骤02：请参阅图3，采用预清洗工艺清洗衬底00表面和接触孔03表面；具体的，由于前道工艺，衬底00表面和接触孔03表面不可避免地会产生氧化膜，采用预清洗工艺时将衬底00表面和接触孔03表面的氧化膜去除。较佳的，去除氧化膜的厚度可以为这里，采用Ar气进行预清洗。步骤03：请参阅图4，在第一温度下在接触孔03底部和顶部表面形成Ti层05；具体的，采用气相沉积法在接触孔03底部、侧壁和顶部沉积Ti层，然后，图案化Ti层，去除接触孔03侧壁和顶部的Ti层，保留接触孔03底部的Ti层。Ti层的厚度可以为较佳的为或步骤04：请参阅图5，在第二温度下在Ti层06表面和接触孔03侧壁形成TiN层06；具体的，采用金属有机化合物气相沉积工艺在Ti层06表面和接触孔03侧壁和顶部沉积TiN层06，TiN层06的厚度可以为步骤05：请参阅图6，在第三温度下采用除气工艺促进Ti层06和位于Ti层06底部的硅区02的Si的反应生成钛硅化物07。具体的，除气工艺的反应时间可以为30～60S，步骤05中的除气工艺和所述步骤01中的除气工艺的温度和时间不相同，其它参数均相同。第三温度与第一温度、所述第二温度不相同，较佳的，第三温度高于第一温度且高于第二温度，这样，因为前述步骤03和04也是有一定温度的，因此本步骤05中的高温相对延长了对Ti层05的加热时间，能够进一步促进硅区的Si能与Ti充分反应生成钛硅化物，使得Ti与底部的硅区02具有良好的欧姆接触，从而降低硅区02的RC阻值，并且，由于采用的是除气工艺，对金属硅化物的影响较小。虽然本专利技术已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本专利技术，本领域的技术人员在不脱离本专利技术精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本专利技术所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在接触孔中制备薄膜的方法，在具有接触孔以及位于接触孔底部的金属硅化物和/或硅区的衬底上进行，其特征在于，包括：步骤01：采用除气工艺去除衬底表面和接触孔表面的水汽；步骤02：采用预清洗工艺清洗衬底表面和接触孔表面；步骤03：在第一温度下在接触孔底部和顶部表面形成Ti层；步骤04：在第二温度下在Ti层表面和接触孔侧壁形成TiN层；步骤05：在第三温度下采用除气工艺促进Ti层和位于Ti层底部的硅区的Si的反应生成钛硅化物；其中，所述第三温度与所述第一温度、所述第二温度不相同。

【技术特征摘要】
1.一种在接触孔中制备薄膜的方法，在具有接触孔以及位于接触孔底部的金属硅化物和/或硅区的衬底上进行，其特征在于，包括：步骤01：采用除气工艺去除衬底表面和接触孔表面的水汽；步骤02：采用预清洗工艺清洗衬底表面和接触孔表面；步骤03：在第一温度下在接触孔底部和顶部表面形成Ti层；步骤04：在第二温度下在Ti层表面和接触孔侧壁形成TiN层；步骤05：在第三温度下采用除气工艺促进Ti层和位于Ti层底部的硅区的Si的反应生成钛硅化物；其中，所述第三温度与所述第一温度、所述第二温度不相同。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三温度高于所述第一温度，且高于所述第二温度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，衬底表面和接触孔表面具有氧化膜，所述步骤02中，采用预清洗工艺时将衬底表面和接触孔表面的氧化膜去除。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡俊晟，孔祥涛，韩晓刚，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31