具有金属硅化物的半导体结构及形成金属硅化物的方法技术

技术编号:4257412 阅读:128 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提出一种形成金属硅化物的方法。首先,提供一基底,此基底具有第一区域与第二区域,其中第一区域的基底的表面高于第二区域的基底的表面。接着,于第一区域与第二区域的基底上形成多个半导体元件,半导体元件包括多个导电部,且其上预定形成金属硅化物的导电部位于第一区域。随之,形成介电层,以覆盖位于第二区域的导电部。然后,于第一区域的导电部暴露的表面上形成金属硅化物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种半导体元件及其制造方法,且特别是有关于一种具有 金属硅化物的半导体结构及其制造方法。
技术介绍
随着消费性电子产品的普及与系统产品的广泛应用,对于具有低功率耗 损、低成本、高读取/写入速度、小体积与高容量密度的存储器的需求也越来越 高。因此,将多种功能相异的元件混载于单一半导体基底上的作法因应而生。在单一晶片上混载动态随机存取存储器(dynamic random access memory, DRAM)及逻辑电路的嵌入式动态随机存取存储器(embedded DRAM, eDRAM) 即为一例,其中逻辑电路包含用以控制DRAM的电路元件。 一个eDRAM通常 是由存储器区与逻辑区所构成,其中存储器区上形成有DRAM阵列,且逻辑区 上形成有控制存储器或进行运算的逻辑电路。一般而言,在eDRAM的制程中,通常会在元件形成之后进行金属硅化 (silicidation)制程,以于元件表面形成一层自对准金属硅化物(self-aligned silicide, salicide),从而降低元件的阻值,并提升元件效能。然而,由于存储器 元件所用的场效应晶体管(field effect transistor, FET)与逻辑元件所用的场效应 晶体管的功能及特性相异,所以其结构也不同。也就是说,在金属硅化制程中, 会在逻辑元件的场效晶体管的栅极与源极/漏极区上形成一层金属硅化物,但仅 在存储器元件的场效晶体管的栅极上形成一层金属硅化物。所以,逻辑元件及 存储器元件会各自具有不同的区域来形成金属硅化物。若是在基底上全面性地形成一层金属硅化物层,之后再将位于不需形成金 属硅化物的区域的金属硅化物层移除,往往容易在移除金属硅化物时造成元件 表面(如源极/漏极区)的损伤。因此,在进行金属硅化制程时,为了避免不需形 成金属硅化物的区域发生金属硅化反应,通常需通过一膜层将不需形成金属硅化物的区域覆盖起来。在现有技术中,在沉积金属层之前会先在基底上形成一 层氧化硅层或氮化硅层,之后再进行光刻制程、蚀刻制程来移除预形成金属硅化物外的氧化硅层或氮化硅层来作为自对准硅化物阻挡层(salicide block, SAB)。然而,采用现有方法较难整合至现有的eDRAM制程中,且在进行自对准 金属硅化物阻挡层的定义需要使用额外的光掩模制程,因此制程上较为繁复, 并会提高制程成本。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供一种形成金属硅化物的方法,可以不需使用自对准 金属硅化物阻挡层。本专利技术另提供一种具有金属硅化物的半导体结构,其具有阶梯状的结构。本专利技术提出一种形成金属硅化物的方法。首先,提供一基底,此基底具有 第一区域与第二区域,其中第一区域的基底的表面高于第二区域的基底的表 面。接着,于第一区域与第二区域的基底上形成多个半导体元件,半导体元件 包括多个导电部,且其上预定形成金属硅化物的导电部位于第一区域。随的, 形成介电层,以覆盖位于第二区域的导电部。然后,于第一区域的导电部暴露 的表面上形成金属硅化物。在本专利技术的一实施例中,上述的金属硅化制程例如是先于基底上形成共形 的金属层,且金属层与位于第一区域的导电部相接触;接着对金属层进行热制 程,而使金属层与导电部反应生成金属硅化物;之后再移除未反应的金属层。 此金属层的材料为选自镍、钴、钛、铜、钼、钽、钨、铒、锆、铂、镒(Yb)、 钆(Gd)、镝(Dy)与前述金属的合金所组成的群组。在本专利技术的一实施例中,上述的导电部包括栅极或掺杂区。当半导体元件 为存储器元件时,存储器元件的栅极例如是形成于第一区域,且存储器元件的 掺杂区例如是形成于第二区域。栅极的材料包括掺杂多晶硅。在本专利技术的一实施例中,基底的形成方法例如是先提供一半导体基底,接 着再移除部分位于第二区域的半导体基底。此外,上述移除部分位于第二区域 的半导体基底的方法更包括使用零层标记光掩模、对准标记光掩模或井区植入光掩模。在本专利技术的一实施例中,上述的形成介电层的方法例如是先于基底上形成 介电材料层,之后再移除位于第一区域的介电材料层,以使介电材料层覆盖位 于第二区域的导电部。在本专利技术的一实施例中,上述的介电层的表面与第一区域的基底的表面约 略相等。在本专利技术的 一 实施例中,上述的介电层的材料例如是磷硅玻璃(phosphosilicate glass, PSG)。在本专利技术的一实施例中,上述的半导体元件包括存储器元件或逻辑元件。本专利技术另提出一种具有金属硅化物的半导体结构,其包括基底、多个半导 体元件、介电层以及金属硅化物。基底具有第一区域与第二区域,其中第一区 域的基底的表面高于第二区域的基底的表面。半导体元件配置于基底上,其中 半导体元件包括多个导电部。介电层配置于第二区域的基底上,且介电层覆盖 位于第二区域的导电部。金属硅化物配置于第一区域的导电部上。在本专利技术的一实施例中,上述的导电部包括栅极或掺杂区。当半导体元件 为存储器元件时,存储器元件的栅极例如是配置于第一区域,且存储器元件的 掺杂区例如是配置于第二区域。栅极的材料包括掺杂多晶硅。在本专利技术的一实施例中,上述的金属硅化物的材料为选自硅化镍、硅化钴、 硅化钛、硅化铜、硅化钼、硅化钽、硅化钨、硅化铒、硅化锆、硅化铂、硅化 镒、硅化钆与硅化镝所组成的群组。在本专利技术的一实施例中,上述的半导体元件包括存储器元件或逻辑元件。在本专利技术的一实施例中,上述的基底中配置有多个隔离结构,且各半导体 元件例如是配置于相邻两隔离结构之间。在本专利技术的一实施例中,上述的介电层的表面与第一区域的基底的表面约 略相等。在本专利技术的一实施例中,上述的介电层的材料例如是磷硅玻璃。 本专利技术的形成金属硅化物的方法及具有金属硅化物的半导体结构因采用 在基底上形成阶梯状表面的第一区域与第二区域,然后利用介电层覆盖表面较 低的第二区域,而使被暴露出的半导体元件的导体部可以和金属层反应形成金属硅化物。因此,本专利技术的方法不需要形成自对准金属硅化物阻挡层及额外的 光刻、蚀刻步骤即可同时在逻辑元件和存储器元件形成金属硅化物,而可以整 合存储器元件跟逻辑元件的金属硅化物制程,有助于简化制程步骤,并减少制 程成本。此外,本专利技术的具有金属硅化物的半导体结构通过将半导体元件配置在具 有阶梯状表面轮廓的基底上,使金属硅化物配置在位于较高表面的存储单元元 件的栅极,而位于较低表面的存储器元件的掺杂区没有金属硅化物,因此可以 避免掺杂区发生漏电的情况,提升元件效能。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发 明的具体实施方式作详细说明,其中图1A至图1F是依照本专利技术的一实施例的形成金属硅化物的流程剖面示意图。主 要元件符号说明-跳基底106:隔离结构108:介电层110:第一区域120:第二区域130:存储单元140、 150、 160:晶体管132、 142、 152、 162:栅极134、 144、 154、 164:间隙壁166:轻掺杂漏极136、 168:掺杂区170:金属层172:金属硅化物具体实施例方式图1A至图1F是依照本专利技术的一实施例的形成金属硅化物的流程剖面示意图。请参照图1A,提供一基底100。基底100例如是半导体基底,如N型或P 型的硅基底、三五族半导体基底等。 一般而言,基底10本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种形成金属硅化物的方法,包括: 提供一基底,该基底具有一第一区域与一第二区域,其中该第一区域的该基底的表面高于该第二区域的该基底的表面; 于该第一区域与该第二区域的该基底上形成多个半导体元件,该些半导体元件包括多个导电部,且其 上预定形成一金属硅化物的该些导电部位于该第一区域; 形成一介电层,以覆盖位于该第二区域的该些导电部;以及 于该第一区域的该些导电部暴露的表面上形成该金属硅化物。

【技术特征摘要】
1.一种形成金属硅化物的方法,包括提供一基底,该基底具有一第一区域与一第二区域,其中该第一区域的该基底的表面高于该第二区域的该基底的表面;于该第一区域与该第二区域的该基底上形成多个半导体元件,该些半导体元件包括多个导电部,且其上预定形成一金属硅化物的该些导电部位于该第一区域;形成一介电层,以覆盖位于该第二区域的该些导电部;以及于该第一区域的该些导电部暴露的表面上形成该金属硅化物。2. 如权利要求1所述的形成金属硅化物的方法,其特征在于,该金属硅 化物的形成方法包括于该基底上形成共形的一金属层,该金属层与位于该第一区域的该些导电 部相接触;对该金属层进行一热制程,而使该金属层与该些导电部反应生成该金属硅 化物;以及移除未反应的该金属层。3. 如权利要求2所述的形成金属硅化物的方法,其特征在于,该金属层 的材料为选自镍、钴、钛、铜、钼、钽、钨、铒、锆、铂、镒、轧、镝与该些 金属的合金所组成的群组。4. 如权利要求1所述的形成金属硅化物的方法,其特征在于,该些导电 部包括一栅极或一掺杂区。5. 如权利要求4所述的形成金属硅化物的方法,其特征在于,该半导体 元件为一存储器元件,且该存储器元件的该栅极形成于该第一区域,该存储器 元件的该掺杂区形成于该第二区域。6. 如权利要求4所述的形成金属硅化物的方法,其特征在于,该栅极的 材料包括掺杂多晶硅。7. 如权利要求1所述的形成金属硅化物的方法,其特征在于,该基底的 形成方法包括提供一半导体基底;以及移除部分位于该第二区域的该半导体基底。8. 如权利要求7所述的形成金属硅化物的方法,其特征在于,移除部分 位于该第二区域的该半导体基底的方法更包括使用零层标记光掩模、对准标记 光掩模或井区植入光掩模。9. 如权利要求1所述的形成金属硅化物的方法,其特征在于,形成该介 电层的方法包括于该基底上形成一介电材料层;以及移除位于该第一区域的介电材料层,以使该介电材料层覆盖位于该第二区 域的该些导电部。10. 如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:李秋德
申请(专利权)人:和舰科技苏州有限公司
类型:发明
国别省市:32[中国|江苏]

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