一种在亚微米数字集成电路上的形成钛硅化合物方法技术

一种在亚微米集成电路的硅片上形成钛硅化合物的方法，其步骤为：　　　　第一步，在硅片上进行积淀前的表面清洗，以利于钛与硅发生反应；　　　　第二步，在清洗过的硅片表面进行钛的积淀，形成一层钛薄膜层；　　　　第三步，在钛薄膜的表面进一步积淀一定厚度的氮化钛；　　　　第四步，在氮气的环境下进行快速热处理，使钛、硅反应，促使形成二硅化钛；　　　　第五步，进行第一次清洗，除去剩余的钛；　　　　第六步，进行相变热处理，使得二硅化钛由Ｃ－４９相转化为Ｃ－５４相，进一步增加其稳定性；　　　　第七步，进行第二次清洗，除去剩余的钛。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体制造中的模块工艺领域，尤其是指一种亚微米数字集成电路中的钛硅化合物的制造方法。
技术介绍
在国际半导体制造业界，经常需要在硅片上积淀一定量的金属钛薄膜层，以使金属钛与硅层发生反应，形成钛硅化合物层。从0.25微米以下制程，由于随着栅线宽及扩散层宽度的减小，而钛硅化合物本身固有的窄尺寸高电阻的特性，使得它很难在0.25微米及以下的半导体工艺中得到使用。参阅图1所示，栅线宽的减小会造成钛硅化合物的电阻增加，尤其是当栅宽度的尺寸小于1微米时，电阻的大小是8ohm/sq，当尺寸减小到0.5微米时，电阻增加到27ohm/sq，当尺寸减小到0.25微米时，电阻增加到30ohm/sq，而当尺寸减小到0.1微米时，电阻增加到58ohm/sq。由此可见，当尺寸小于0.25微米后，栅电阻的值呈几何级数增加。为了减小栅电阻，在通常情况下，0.25微米的制程中就要使用钴，这就意味着额外的投资和生产成本的增加。而且，为了防止钴的交叉污染会需要增加管理的难度及增加相应的成本。特别是对于一些0.35微米制程演进至0.25微米生产厂家来说，并不希望购买新设备。因此，如何利用现有的制造钛硅化合物的设备，使得它能够沿用到下一代的制程显得十分的重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以利用现有设备制造低成本低电阻的钛硅化合物的方法。为完成上述目的，本专利技术亚微米数字集成电路制程中的钛硅化合物的方法，包括以下步骤第一步，在硅片上进行积淀前的表面清洗，以利于金属钛与硅发生反应；第二步，在清洗过的硅片表面进行金属钛的积淀，形成一层钛薄膜；第三步，在金属钛薄膜的表面进一步积淀一定厚度的氮化钛；第四步，在氮气的环境下进行快速热处理，使金属钛、硅反应，促使形成二硅化钛；第五步，进行清洗，除去剩余的金属钛；第六步，进行相变热处理，使得二硅化钛由C-49相转化为C-54相，进一步增加其稳定性；第七步，再一次进行清洗，除去剩余的金属钛。由于在热处理前在金属钛薄膜上积淀了氮化钛，所以使金属钛表面与外界产生阻隔，能够有效形成低电阻的钛硅合金，且能够使用现有的设备制造，成本较低。附图说明图1是现有的工艺条件下制成的钛硅化合物与钴硅化合物的电阻随着栅宽度的变化图。图2是使用本专利技术的方法与现有方法制成的钛硅化合物的电阻随着栅宽度的变化的对比图。图3是使用本专利技术的方法中进行氮化钛淀积后形成的产品的结构图。图4是本专利技术亚微米集成电路制成中的钛硅化合物方法的流程图。其中Gate Lenth表示栅宽度，其单位是微米，Sheet Resistance表示钛硅化合物的电阻值，其单位是ohm/sq。1 氮化钛层 2 钛薄膜层3 硅片具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述。本专利技术的技术实现步骤如下请参阅图4所示，在制造硅片后首先在硅片3表面进行清洗，以利于钛和硅进行反应。然后在硅片3的表面进行钛积淀，共淀积200的钛薄膜层2。在积淀后，钛与硅发生反应，形成物钛硅化合物的反应物的淀积。接着，在金属钛的表面进行氮化钛1的淀积，形成一层厚度为100的氮化钛薄膜1，此时产品的结构如图3所示。第四步为快速热处理程序，在氮气的环境下，650℃的温度条件下进行热处理，形成二硅化钛。由于在上一步中进行了氮化钛的积淀，所以在氮气环境里时金属钛与氮气并不接触，所以不会如现有技术般造成钛的消耗，并且不会在硅片的源/漏极之间形成短路。在快速热处理程序后是清洗程序，首先使用氨水与过氧化氢溶液，再用硫酸与过氧化氢混合溶液进行清洗，将硅片3表面的氮化钛层1及未完全与硅反应的钛去除。然后为了增加快速热处理过程中形成的二硅化钛的稳定性，进一步增加一个相变热处理过程，温度环境为810℃，这时，二硅化钛中由C-49相变为C-54相，稳定性增加。最后，再进行一次清洗过程，使用氨水、过氧化氢与去离子水混合溶液进行清洗，确保剩余的钛全部去除。通过本专利技术的工艺流程，一方面因为有了氮化钛的淀积程序，可以减少金属钛淀积的厚度，另一方面热处理的温度也可以降低。并且，通过本工艺形成的钛硅化合物电阻有明显的降低。请参阅图2所示，其为新老工艺下钛硅化合物的电阻的比较图，可以看出，在栅宽度为10微米时，新老工艺的电阻基本相同，然而在栅宽度缩小到1微米时，新工艺的电阻为5ohm/sq，而老工艺条件下制成的钛硅化合物的电阻为10ohm/sq，降低了50％。在栅宽度为0.25微米时，其钛硅化合物的电阻基本与10微米时保持不变，约为5ohm/sq，然而，在老工艺时，其电阻高达27ohm/sq。从上述数据可以看出，采用新工艺可以制造的钛硅化合物不仅可以使用现有的设备制造，而且其电学特性优于现有的制造流程。综上所述，本专利技术能够完成专利技术目的，使用现有的设备制造低电阻、低成本的二硅化钛合金，延续钛硅化合物的使用寿命。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在亚微米集成电路的硅片上形成钛硅化合物的方法，其步骤为第一步，在硅片上进行积淀前的表面清洗，以利于钛与硅发生反应；第二步，在清洗过的硅片表面进行钛的积淀，形成一层钛薄膜层；第三步，在钛薄膜的表面进一步积淀一定厚度的氮化钛；第四步，在氮气的环境下进行快速热处理，使钛、硅反应，促使形成二硅化钛；第五步，进行第一次清洗，除去剩余的钛；第六步，进行相变热处理，使得二硅化钛由C-49相转化为C-54相，进一步增加其稳定性；第七步，进行第二次清洗，除去剩余的钛。2.如权利要求1所述的在亚微米集成电路的硅片上形成钛硅化合物的方法，其特征在于在淀积钛的过程中钛的厚度为200。3.如权利要求1或2所述的在...

【专利技术属性】
技术研发人员：金炎，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：