一种晶体管的制造工艺制造技术

一种在晶体管的有源区域形成硅化物的工艺，其特征在于在栅极区域沉积相对较厚的硅化物，在源漏区域沉积相对较薄的硅化物，前者与后者的厚度之比大于１，小于１０。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路制造工艺
，具体涉及在晶体管的有源区的源漏区域和栅极区域分两次形成硅化物的工艺。
技术介绍
随着集成电路的不断发展，晶体管的最小线宽不断缩小。目前主流工艺0.18μm技术就是指栅极的长度为0.18微米。在线宽不断缩小的同时，为了提高晶体管的性能，源/漏结的深度也在不断减小，在0.18微米工艺下结的深度只有数十~一百几十纳米。相应的，在0.18um工艺下，硅化物的厚度一般在55nm左右；在0.13um工艺下，硅化物厚度一般在40nm左右；而在90nm工艺下，硅化物厚度一般在28nm左右。目前的集成电路制造工艺中都使用硅化物工艺技术来减少源漏区域和多晶电极的电阻。无论是0.35/0.25微米技术的钛硅化物(TiSi2)还是0.18/0.13微米技术的钴硅化物(CoSi2)都用到了两步硅化物形成工艺。在首先PVD淀积形成硅化物所需的金属后，通过第一次较低温度的快速热退火(RTP1)处理淀积的金属形成高电阻的硅化物。然后通过化学溶剂APM(氨水和双氧水混合)/SPM(硫酸和双氧水混合)去除在场氧化层和栅极侧壁边墙(spacer)上残留的或未反应的金属(即多余金属)，并留下产生的硅化物(这一步称为选择性腐蚀)。最后通过第二次较高温度的快速热退火(RTP2)处理以形成低电阻的硅化物。而对于镍硅化物(NiSi)来说，通常在PVD淀积形成硅化物所需的金属后，只用一步RTP工艺，形成低电阻的NiSi，随后通过选择性湿法工艺将残余或未反应的金属给腐蚀掉。但是随着结深的不断变浅，如果晶体管源漏区域硅化物的厚度太大，会造成结漏电增大，从而影响器件的工作。而如果厚度减薄则会造成电阻变大，同样不利于获得好性能的器件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种在晶体管有源区的不同区域分两次形成硅化物的工艺，以利于优化硅化物工艺，提高器件的性能。本专利技术提出的在晶体管有源区分两次形成硅化物的工艺，具体是在源漏区域沉积相对较薄的硅化物，以保证漏电的要求，而在栅极区域沉积相对较厚的硅化物，以降低电阻，有助于优化硅化物工艺，提高器件的性能。有源区域中栅极区域的硅化物与源漏区域的硅化物的厚度之比大于1，小于10。为了能够形成不同厚度的硅化物，需要分两次形成硅化物。可以通过淀积介质膜作为掩膜，首先挡住有源区域中源漏区域，通过金属溅射和退火使栅极区域形成了硅化物后，再淀积介质膜挡住已形成硅化物的栅极区域，经刻蚀暴露出源漏区域后，再通过金属溅射和退火使源漏区域形成比栅极区域硅化物薄的另一厚度硅化物；也可以通过淀积介质膜作为掩膜，首先挡住有源区域中栅极区域，通过金属溅射和退火使源漏区域形成了硅化物后，再淀积介质膜挡住已形成硅化物的源漏区域，经刻蚀暴露出栅极区域后，再通过金属溅射和退火使栅极区域形成比源漏区域硅化物厚的另一厚度硅化物。上述源漏区域形成的硅化物的厚度可控制在10~70nm；上述栅极区域形成的硅化物的厚度可控制在12~100nm。上述形成的硅化物可为多种金属硅化物，如Ti硅化物、Co硅化物和Ni硅化物，以用于不同等级的工艺。本专利技术提供了多种途径实现硅化物工艺，同时可以对晶体管不同有源区区域的硅化物厚度进行控制，有利于优化晶体管性能。附图说明图1所示为栅极pacer形成后，用介质覆盖整个硅片后的示意图；图2所示为通过光刻、刻蚀令介质覆盖住栅极区域，打开源漏区域后的示意图；图3所示为经过HF漂洗后溅射所需金属后的示意图；图4所示为通过低温快速热退火形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉后的示意图；图5所示为再次在硅片表面淀积介质后的示意图；图6所示为通过刻蚀打开栅极区域后的示意图；图7所示为再次经过HF漂洗后溅射所需金属后的示意图；图8所示为通过低温快速热退火形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉后的示意图；图9所示为通过刻蚀再次打开源漏区域后，通过第二次快速热退火形成所需硅化物的示意图；附图标号1为晶体管源极、2为晶体管栅极、3为晶体管漏极、4为介质一、5为金属一、6为硅化物、7为介质二、8为金属二 具体实施例方式实现本专利技术的具体工艺步骤可以有多种选择对形成不同厚度Ti、Co硅化物的工艺，其基本工艺步骤是1.栅极spacer形成后，用介质覆盖整个硅片；1.通过光刻、刻蚀令介质覆盖住栅极区域，打开源漏区域；2.经过HF漂洗后溅射所需金属；3.通过低温快速热退火(RTP1)形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉；4.再次在硅片表面淀积介质；5.通过刻蚀打开栅极区域；6.再次经过HF漂洗后溅射所需金属；7.通过低温快速热退火(RTP2)形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉；8.通过刻蚀再次打开源漏区域，然后通过高温快速热退火(RTP2)，实现需要的低电阻硅化物；或者，上述步骤2也可以通过光刻、刻蚀令介质覆盖住源漏区域，打开栅极区域；上述步骤6)通过刻蚀打开栅极区域，此时相应改为通过刻蚀打开源漏区域。上述步骤9相应改为再次打开栅极区域。上述过程中之步骤1、5所用介质为SiO2、SiN或者SiON，厚度在10-30nm之间；步骤3、7所用溅射的金属厚度在6-40nm之间；步骤4、8所用低温热退火，对于Ti在600-800℃之间；对于Co在400-600℃之间；步骤9所用高温热退火，对于Ti在700-900℃之间，对于Co在650-850℃之间。或者1.栅极spacer形成后，用介质覆盖整个硅片；2.通过光刻、刻蚀令介质覆盖住栅极区域，打开源漏区域；3.经过HF漂洗后溅射所需金属；4.通过低温快速热退火形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉；5.通过高温快速热退火，在源漏区域实现需要的低电阻硅化物；6.再次在硅片表面淀积介质；7.通过刻蚀打开栅极区域；8.再次经过HF漂洗后溅射所需金属；9.通过低温快速热退火形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉；10.通过高温快速热退火，在栅极区域实现需要的低电阻硅化物；11.通过刻蚀再次打开源漏区域； 或者，上述步骤2也可以通过光刻、刻蚀令介质覆盖住源漏区域，打开栅极区域；上述步骤7)通过刻蚀打开栅极区域，此时相应改为通过刻蚀打开源漏区域。上述步骤11相应改为再次打开栅极区域。上述过程中之步骤1、6所用介质为SiO2、SiN或者SiON，厚度在10-30nm之间；步骤3、8所用溅射的金属厚度在6-40nm之间；步骤4、9所用低温热退火，对于Ti在600-800℃之间；对于Co在400-600℃之间；步骤5、10所用高温热退火，对于Ti在700-900℃之间，对于Co在650-850℃之间。对形成不同厚度Ni硅化物的工艺技术，实现上述要求的主要工艺步骤是1.栅极pacer形成后，用介质覆盖整个硅片；2.通过光刻、刻蚀令介质覆盖住栅极区域，打开源漏区域；3.经过HF漂洗后溅射所需金属；4.通过低温快速热退火形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉；5.再次在硅片表面淀积介质；6.通过刻蚀打开栅极区域；7.再次经过HF漂洗后溅射所需金属；8.通过低温快速热退火形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉；9.通过刻蚀再次打开源漏区域；或者，上述步骤2也可以通过光刻、刻蚀令介质覆盖住源漏区域，打开栅极区域；上述步骤6)通过刻蚀打开栅极区域，此时相应改为通过刻蚀打开源漏区域。上述步骤9)相应改为再次打开栅极区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在晶体管的有源区域形成硅化物的工艺，其特征在于在栅极区域沉积相对较厚的硅化物，在源漏区域沉积相对较薄的硅化物，前者与后者的厚度之比大于1，小于10。2.根据权利要求1所述的形成硅化物的工艺，其特征在于通过淀积介质膜作为掩膜，首先挡住有源区域中源漏区域，通过金属溅射和退火使栅极区域形成硅化物后，再淀积介质膜挡住已形成硅化物的栅极区域，经刻蚀暴露出源漏区域后，再通过金属溅射和退火使源漏区域形成比栅极区域硅化物薄的另一厚度硅化物。3.根据权利要求1所述的形成硅化物的工艺，其特征在于通过淀积介质膜作为掩膜，首先挡住有源区域中栅极区域，通过金属溅射和退火使源漏区域形成硅化物后，再淀积介质膜挡住已形成硅化物的源漏区域，经刻蚀暴露出栅极区域后，再通过金属溅射和退火使栅极区域形成比源漏区域硅化物厚的另一厚度硅化物。4.根据权利要求1、2、3所述的形成硅化物的工艺，其特征在于上述源漏区域形成的硅化物的厚度控制在10~70nm；上述栅极区域形成的硅化物的厚度控制在12~100nm。5.根据权利要求1、2、3所述的形成硅化物的工艺，其特征在于上述形成的硅化物为多种金属硅化物Ti硅化物、Co硅化物和Ni硅化物。6.根据权利要求5所述的形成硅化物，其特征在于对于形成Ti、Co硅化物，基本步骤是1)栅极spacer形成后，用介质覆盖整个硅片；2)通过光刻、刻蚀令介质覆盖住栅极区域，打开源漏区域；3)经过HF漂洗后溅射所需金属；4)通过低温快速热退火形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉；5)再次在硅片表面淀积介质；6)通过刻蚀打开栅极区域；7)再次经过HF漂洗后溅射所需金属；8)通过低温快速热退火形成硅化物，并将不需要的金属给腐蚀掉；9)通过刻蚀再次打开源漏区域，然后通过高温快速热退火，实现需要的低电阻硅化物；上述过程中，步骤1、5所用介质为SiO2、SiN或者SiON，厚度在10-30nm之间；步骤3、7所用溅射的金属厚度在6-40nm之间；步骤4、8所用低温热退火，对于Ti在600-800℃之间，对于Co在400-600℃之间；步骤9所用高温热退火，对于Ti在700-900℃之间，对于Co在650-850℃之间。7.根据权利要求6所述的形成硅化物的工艺，其特征在于上述的步骤2)通过光刻、刻蚀令介质覆盖住栅极区域，打开源漏区域，改为通过光刻、刻蚀令介质覆盖住源漏区域，打开栅极区域；上述步骤6)通过刻蚀打开栅极区域，相应改为通过刻蚀打开源漏区域；上述步骤9相应改为再次打开栅极区域。...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡恒声，
申请(专利权)人：上海华虹集团有限公司，上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：