去除氮化硅侧墙、形成晶体管、半导体器件的方法技术

技术编号:8683964 阅读:159 留言:0更新日期:2013-05-09 03:52
一种去除氮化硅侧墙、形成晶体管、半导体器件的方法,去除氮化硅侧墙的方法包括:提供硅基底,硅基底上形成有栅极,栅极周围具有氮化硅侧墙,硅基底内形成有源区、漏区,且源区和漏区位于栅极的两侧;在栅极上以及基底的源区、漏区上形成金属层,进行第一退火使金属层与硅基底作用形成第一金属硅化物层;在第一金属硅化物层的表面形成保护层;在形成保护层之后,将硅基底置于具有饱和硅离子的磷酸溶液中以去除氮化硅侧墙;去除氮化硅侧墙后,对硅基底进行第二退火,使第一金属硅化物层与硅基底作用形成第二金属硅化物层,第二金属硅化物层中硅的含量大于第一金属硅化物层中硅的含量。本技术方案可以节省工艺时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
,尤其涉及。
技术介绍
随着半导体制造技术的飞速发展,半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的资料存储量以及更多的功能,半导体芯片向更高集成度方向发展。而半导体芯片的集成度越高,半导体器件的特征尺寸(CD, Critical Dimension)越小。目前,半导体器件的特征尺寸逐步缩小,在半导体器件的特征尺寸缩小到65nm以及更小的尺寸时,在制造半导体器件时需要用到应力应变技术(stress strain technology),例如应力近接技术(stressproximate technology, SPT)。图1至图2为现有技术中晶体管制造方法的剖面结构示意图,参考图1 图2,现有技术的晶体管的制造过程为:参考图1,提供基底10,基底10上形成有栅极结构,所述栅极结构包括依次位于衬底10上的栅介质层U、栅极12、包围栅极12的侧墙,该侧墙包括内侧的氧化硅侧墙131和包围氧化硅侧墙131的氮化硅侧墙132。在形成侧墙前,对基底10进行轻掺杂离子注入,在基底10中形成轻掺杂源区和轻掺杂漏区(图中未标号)。在形成侧墙后,对基底10进行重掺杂离子注入,形成源区141和漏区142。形成源区141和漏区142后,在源区141、漏区142和栅极12上形成金属硅化物(silicide) 15。所述金属娃化物15上方后续会形成插塞结构,金属娃化物15可以起到减小接触电阻的作用。参考图2,在形成金属硅化物15之后,通过应力近接技术选择性去除所述氮化硅侧墙132。然而,在SPT蚀刻过程中,容易去除金属硅化物15,这样会使后续形成的插塞结构的接触电阻变大。为了克服利用应力近接技术选择性去除所述氮化硅侧墙132时,会去除金属硅化物15的问题,2007年3月29日公开的公开号为US2007/0072402A1的美国专利申请公开了一种移除氮化硅侧墙的方法。其主要方法为:将50片表面具有氮化硅层的晶圆置于磷酸溶液中,磷酸溶液的温度为160°C,放置磷酸溶液48小时后,磷酸溶液的温度从160°C降低至140°C,在140°C时磷酸溶液内的硅离子达到饱和,然后将具有氮化硅侧墙的晶圆放入磷酸溶液中,氮化硅侧墙在磷酸溶液的作用下被去除,而且金属硅化物的损失很小。但是,该文献中公开的方法需要放置磷酸溶液48小时,使磷酸溶液的温度从160°C降低至140°C,磷酸溶液在140°C时其内的硅离子达到饱和,并在140°C的磷酸溶液内去除氮化硅侧墙,这将导致工艺时间被延长,降低了半导体器件的生产效率,相应的导致生产成本增加。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有技术的去除氮化硅侧墙的工艺时间长的问题。为解决上述问题,本专利技术提供一种去除氮化硅侧墙的方法,包括:提供娃基底,所述娃基底上形成有棚极,所述棚极周围具有氣化娃侧墙,所述娃基底内形成有源区、漏区,且所述源区和漏区位于所述栅极的两侧;在所述栅极上以及基底的源区、漏区上形成金属层,进行第一退火使所述金属层与娃基底作用形成第一金属娃化物层;在所述第一金属硅化物层的表面形成保护层;在形成保护层之后,将所述硅基底置于具有饱和硅离子的磷酸溶液中以去除所述氮化硅侧墙;去除所述氮化硅侧墙后,进行第二退火,使所述第一金属硅化物层与硅基底作用形成第二金属硅化物层,所述第二金属硅化物层中硅的含量大于第一金属硅化物层中硅的含量。可选的,所述金属层的材料为Ni和Pt,所述第一金属娃化物层的材料为Ni2SiPt,所述第二金属硅化物层的材料为NiSiPt。可选的,在所述第一金属硅化物层的表面形成保护层的方法为:氧化所述第一金属硅化物层的表面形成保护层。可选的,所述氧化所述第一金属硅化物层表面的方法为:利用臭氧去离子水氧化所述第一金属娃化物层表面。可选的,所述臭氧去离子水的浓度为30 85ppm。可选的,所述保护层的厚度为5 15埃。可选的,所述利用臭氧去离子水氧化所述第一金属硅化物层包括:利用单片喷淋机台向所述第一金属硅化物层喷洒臭氧去离子水,喷洒的时间为30s以上;或者,将具有第一金属硅化物层的硅基底置于臭氧去离子水槽中3分钟以上。可选的,所述第一退火的温度为250°C 350°C,所述第二退火的温度为380°C 500。。。可选的,所述具有饱和硅离子的磷酸溶液的获得方法为:将预定数量的表面具有硅化物的晶圆置于磷酸溶液中预定时间,使磷酸溶液中的硅离子处于饱和状态。可选的,所述硅化物为氮化硅。可选的,在所述磷酸的浓度为85%,磷酸溶液的体积为50L,晶圆的尺寸为12寸时,所述预定数量为200±10片,所述氮化硅的厚度为2500±100埃,所述磷酸溶液的温度为100°C 170°C,所述预定时间为I 3小时。可选的,在形成具有饱和硅离子的磷酸溶液后,去除氮化硅侧墙时,所述磷酸溶液的温度保持不变。可选的,去除氮化硅侧墙时,硅基底置于温度为165°C的磷酸溶液内,时间为2 5分钟。可选的,在所述氮化硅侧墙和所述栅极之间还具有氧化硅侧墙。本专利技术还提供一种形成晶体管的方法,包括:用所述的方法去除氮化硅侧墙;去除氮化硅侧墙后,形成应力层,覆盖所述硅基底和保护层,在所述晶体管为PMOS晶体管时,所述应力层的应力为压应力,在所述晶体管为NMOS晶体管时,所述应力层的应力为张应力。可选的,所述应力层为氮化硅层。本专利技术还提供一种形成半导体器件的方法,包括:利用所述的方法形成晶体管;形成层间介质层,覆盖所述应力层;刻蚀所述层间介质层、应力层以及所述保护层,形成接触孔,所述接触孔暴露出所述第二金属娃化物层;在所述接触孔内填充导电材料形成接触插栓。与现有技术相比,本专利技术具体实施例具有以下优点:本专利技术具体实施例的去除氮化硅侧墙的方法,在形成金属硅化物的过程中,对硅基底进行第一退火形成第一金属娃化物层后,在第一金属娃化物层的表面形成保护层,该保护层可以保护下面的第一金属硅化物层;之后,将硅基底置于具有饱和硅离子的磷酸溶液中以去除所述氮化硅侧墙,由于第一金属硅化物层的表面具有一层保护层,该保护层可以阻挡磷酸溶液与第一金属硅化物层反应,起到保护第一金属硅化物层的作用,因此,可以将硅基底直接放入具有饱和硅离子的磷酸溶液中以去除氮化硅侧墙,无需像现有技术那样,将磷酸溶液放置48小时从160°C降至140°C后,才可以将基底置于磷酸溶液中去除氮化硅侧墙。去除氮化硅侧墙后,对基底进行第二退火,将第一金属硅化物层变为第二金属硅化物层,该第二金属硅化物层即为半导体器件中通常使用的金属硅化物,第二金属硅化物层中娃的含量大于第一金属娃化物层中娃的含量。由于在进行第二退火之前,去除氮化娃侧墙,第一金属硅化物层中的硅的含量较低,这样也就可以降低与磷酸进行接触的硅的量,即使在保护层的厚度不够时,相应的也可以降低第一金属硅化物层的损失。在具体实施例中,将预定数量的表面具有硅化物的晶圆置于磷酸溶液中预定时间,使磷酸溶液中的硅离子处于饱和状态后,即可以将基底置于磷酸溶液中以去除氮化硅侧墙。无需像现有技术那样,将磷酸溶液放置48小时从160°C降至140°C后,才可以将基底置于磷酸溶液中去除氮化硅侧墙。因此,可以节省工艺流程的时间,相应的也就可以节约制造成本。在具体实施例中,磷酸溶液的温度可以为100°C 170°C,并且在140°C 170°C范围本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种去除氮化硅侧墙的方法,其特征在于,包括:提供硅基底,所述硅基底上形成有栅极,所述栅极周围具有氮化硅侧墙,所述硅基底内形成有源区、漏区,且所述源区和漏区位于所述栅极的两侧;在所述栅极上以及硅基底的源区、漏区上形成金属层,进行第一退火使所述金属层与硅基底作用形成第一金属硅化物层;在所述第一金属硅化物层的表面形成保护层;在形成保护层之后,将所述硅基底置于具有饱和硅离子的磷酸溶液中以去除所述氮化硅侧墙;去除所述氮化硅侧墙后,进行第二退火,使所述第一金属硅化物层与硅基底作用形成第二金属硅化物层,所述第二金属硅化物层中硅的含量大于第一金属硅化物层中硅的含量。

【技术特征摘要】
1.一种去除氮化硅侧墙的方法,其特征在于,包括: 提供硅基底,所述硅基底上形成有栅极,所述栅极周围具有氮化硅侧墙,所述硅基底内形成有源区、漏区,且所述源区和漏区位于所述栅极的两侧; 在所述栅极上以及硅基底的源区、漏区上形成金属层,进行第一退火使所述金属层与娃基底作用形成第一金属娃化物层; 在所述第一金属硅化物层的表面形成保护层; 在形成保护层之后,将所述硅基底置于具有饱和硅离子的磷酸溶液中以去除所述氮化硅侧墙; 去除所述氮化硅侧墙后,进行第二退火,使所述第一金属硅化物层与硅基底作用形成第二金属硅化物层,所述第二金属硅化物层中硅的含量大于第一金属硅化物层中硅的含量。2.按权利要求1所述的去除氮化硅侧墙的方法,其特征在于,所述金属层的材料为Ni和Pt,所述第一金属硅化物层的材料为Ni2SiPt,所述第二金属硅化物层的材料为NiSiPt。3.按权利要求1所述的去除氮化硅侧墙的方法,其特征在于,在所述第一金属硅化物层的表面形成保护层的方法为:氧化所述第一金属硅化物层表面,形成保护层。4.按权利要求3所述的去除氮化硅侧墙的方法,其特征在于,所述氧化所述第一金属硅化物层表面的方法为:利用臭氧去离子水氧化所述第一金属硅化物层表面。5.按权利要求4所述的去除氮化硅侧墙的方法,其特征在于,所述臭氧去离子水的浓度为30 85ppm。6.按权利要求3所述的去除氮化硅侧墙的方法,其特征在于,所述保护层的厚度为5 15埃。7.按权利要求5所述的去除氮化硅侧墙的方法,其特征在于,所述利用臭氧去离子水氧化所述第一金属娃化物层表面包括:利用单片喷淋机台向所述第一金属娃化物层喷洒臭氧去离子水,喷洒的时间为30s以上; 或者,将具有第一金属硅化物层的硅基底置于臭氧去离子水槽中3分钟以上。8.按权利要求2所述的去除氮化硅侧墙的方法,其特征在于,所述第一退火的温度为250°C 350...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘焕新
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司
类型:发明
国别省市:

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