形成硅化物的方法技术

本发明专利技术公开了一种形成硅化物的方法，包括如下步骤：第1步，在硅片上淀积一层介质层；第2步，采用光刻和刻蚀工艺在所述介质层上将需要形成硅化物的区域暴露出来；当需要形成硅化物的区域低于所述介质层时，在所述介质层上刻蚀出开口，每个开口底部为需要形成硅化物的区域；当需要形成硅化物的区域高于所述介质层时，刻蚀所述介质层以使需要形成硅化物的区域的上表面凸出于所述介质层之上；第3步，淀积金属并进行高温退火，从而在介质层的每个开口中和凸出部位上形成硅化物；第4步，去除未形成硅化物的金属。本发明专利技术可用于在同一硅片上一次性地形成不同厚度的硅化物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体集成电路领域制造硅化物的方法。
技术介绍
难熔金属与硅在一起发生反应，熔合时形成金属硅化物(silicide)。如果难熔金属和多晶硅反应，那么它被称为多晶硅化物(polycide)。金属硅化物和多晶硅化物统称为硅化物。硅化物是一种具有热稳定性的金属化合物，并且具有低的电阻率。常见的用于形成硅化物的难熔金属包括钴(Co)、钼(Mo)、钼(Pt)、钽(Ta)、钛(Ti)、钨(W)、镍(Ni)等。硅化物工艺用于源漏区和栅极时，通常用于获得低电阻；用于接触孔电极(例如钨塞)时，通常用于取得良好的欧姆接触以及低电阻。在硅化物形成过程中，需要消耗相应区域的硅或多晶硅。形成的硅化物越厚，硅或多晶硅的消耗量越大，但相应区域的方块电阻也就越小。目前在同一硅片上、尤其是同一芯片中，各区域所形成的硅化物的厚度是一致的。 以MOS晶体管为例，多晶硅栅极需要很低的多晶栅电阻，例如低于2欧姆/方块，这就需要在多晶硅栅极的上方形成厚度将近1000A的多晶硅化物。而源极、漏极也会形成有相应厚度的金属硅化物，这会造成源漏区中的硅消耗太多，并导致器件源漏区的漏电。事实上源漏区的金属硅化物并不需要这么大的厚度，如果能在多晶硅栅极上形成较厚的多晶硅化物， 同时在源漏区形成较薄的金属硅化物，就能满足两方面的要求。再如，在集成有高压和低压两种器件的硅片中，高压器件可以采用比低压器件更深的源漏结，这样就可以在高压器件的源漏区形成相对厚的金属硅化物，得到更低的方块电阻，而不引起额外的漏电。因此在硅片上不同区域形成不同厚度的硅化物有着实际的需要。目前在同一硅片上形成不同厚度的硅化物的方法是，在硅片上需要不同厚度的硅化物的区域分多次淀积金属并高温退火，每次在硅片的某一个或多个区域形成一种厚度的硅化物。但这样会造成制造时间长、工艺成本高的缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，该方法可以在同一硅片上一次性地形成不同厚度的硅化物。为解决上述技术问题，本专利技术包括如下步骤第1步，在硅片上淀积一层介质层；第2步，采用光刻和刻蚀工艺在所述介质层将需要形成硅化物的区域暴露出来；当需要形成硅化物的区域低于所述介质层时，在所述介质层上刻蚀出开口，每个开口底部为需要形成硅化物的区域；当需要形成硅化物的区域高于所述介质层时，刻蚀所述介质层以使需要形成硅化物的区域的上表面凸出于所述介质层之上；第3步，淀积金属并进行高温退火，从而在介质层的每个开口中和凸出部位上形成硅化物；第4步，去除未形成硅化物的金属。进一步地，所述方法第2步所形成的开口的宽高比越大，则所述方法第3步在该开口中形成的硅化物就越厚。所述方法第2步所形成的开口的宽高比越小，则所述方法第3 步在该开口中形成的硅化物就越薄。进一步地，所述方法第2步所形成的最大宽高比的开口的宽高比是最小宽高比的开口的宽高比两倍以上。本专利技术，主要利用金属淀积对不同宽高比的开口(通孔或沟槽)在底部有不同厚度的原理，在这些不同宽高比的开口底部形成不同厚度的硅化物。同时对于特定金属如钛、钴等，当其在小于特定宽度如300A、IOOA的开口底部形成硅化物时，硅化物的厚度明显更薄，这进一步增加了硅化物厚度的可调整性。附图说明图Ia 图If是本专利技术的第一实施例的各步骤示意图；图加 图2d是本专利技术的第二实施例的各步骤示意图；图3a 图3f是本专利技术的第三实施例的各步骤示意图；图4是应用了本专利技术所述方法的射频LDMOS器件的示意图。图中附图标记说明1为衬底；2为介质层；3为光刻胶；4为金属层；5为硅化物；6为栅氧化层；7为多晶硅栅极；8为BARC层；9为金属电极。具体实施例方式图Ia 图If展示了本专利技术的第一实施例。第1步，请参阅图la，在半导体衬底(通常为硅衬底)1上淀积一层介质2，介质2 例如为氧化硅，厚度为0. 5 1 μ m。第2步，请参阅图lb，在介质层2上旋涂光刻胶3，采用光刻工艺在需要形成硅化物的区域去除光刻胶3。假设需要在Al区域形成较厚的硅化物，在A2和A3区域形成较薄的硅化物。则光刻胶3所形成的光刻图形为在Al区域曝光、显影形成较宽的开口，如开口宽度彡0. 5μπι ；在A2和A3区域曝光、显影形成较窄的开口，如开口宽度彡0. 2μπι。所述开口可以是通孔或沟槽，开口贯穿光刻胶3，即开口底部为介质层2的上表面。第3步，请参阅图lc，根据光刻图形对介质层2进行刻蚀，刻蚀终点为衬底1的上表面。第4步，请参阅图ld，去除光刻胶3，此时介质层2的图形为在Al区域具有一个宽度为si的开口 ；在A2区域具有多个宽度为s2的开口，这些开口之间的间距为L2 ；在A3 区域具有一个宽度为s3的开口。这些开口可以是通孔或沟槽，开口贯穿介质层2，即开口底部为衬底1的上表面。第5步，请参阅图le，在整个硅片淀积一层金属4，例如采用溅射工艺，金属4优选为钛(Ti)。金属4淀积在介质层2的上表面、以及介质层2的各个开口中的衬底1的上表当介质层2上的金属层4的厚度为700A时，假设sl = 500A，则Al区域宽度为si 的开口中的金属层4的厚度为600人;假设532 = 83 = 8200人，则六2、43区域宽度为s2、s3的开口中的金属层4的厚度彡400A。第6步，请参阅图If，采用高温退火使金属层4与硅衬底1接触的区域形成金属硅化物5，例如采用快速热退火(RTA)工艺，这样便在介质层2的各个开口中形成了硅化物5。 再将介质层2之上的金属4和没有形成金属硅化物5的金属4去除掉，例如采用湿法腐蚀工艺。当Al区域的宽度为si的开口中的金属层4的厚度为600A时，此时形成厚度约为 IOOOA的金属硅化物5。当A2、A3区域的宽度为s2、s3的开口中的金属层4的厚度为彡400A 时，此时形成厚度S600A的金属硅化物5。所述方法第6步中，当s2或s3 < 0. 2 μ m，则A2、A3区域的开口中所形成的金属硅化物5的厚度会更进一步的减小。例如s2 = s3 = 0. 1511111，则六243区域的宽度为s2、 s3的开口中的金属硅化物5的厚度将彡300A。上述第一实施例在同一硅片上一次性地形成了不同厚度的硅化物，这主要是利用金属淀积对不同宽高比的开口(通孔或沟槽)图形在底部有不同覆盖率的原理，在不同宽高比的开口底部获得不同厚度的金属，并最终获得不同厚度的硅化物。总体而言，当硅材料上方的介质层的开口的宽高比越大，则所淀积的金属就越厚， 最终形成的硅化物也越厚。当硅材料上方的介质层的开口的宽高比越小，则所淀积的金属就越薄，最终形成的硅化物也越薄。上述第一实施例中，介质层2的各个开口具有相同的高度(深度)，这样各个开口的宽高比实际上就成为宽度之比。优选地，最大开口的宽度在最小开口的宽度的两倍以上。有些金属在与硅反应形成金属硅化物的过程中，硅化物的厚度不仅与金属的厚度有关，还与开口的宽度有关。例如在上述第一实施例中，当金属层4为钛，且介质层2上有一个开口的宽度< 0. 3 μ m时，即使各区域具有相同厚度的钛，该开口中所形成的硅化物5 还是要薄于其余区域(即开口宽度> 0. 3的区域)。类似地，当金属层4为钴，且介质层2 上的开口宽度在0. 1 μ m以下时，在该开口底部所形成的硅化物5的厚度也要薄于其余本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖胜安，遇寒，
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：