局部形成硅化物金属层的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN01132675.1

申请日:

2001.09.06

公开号:

CN1404116A

公开日:

2003.03.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开|||实质审查的生效

IPC分类号:

H01L21/3205; H01L21/283

主分类号:

H01L21/3205; H01L21/283

申请人:

旺宏电子股份有限公司;

发明人:

赖二琨; 陈昕辉; 陈盈佐; 黄守伟; 黄宇萍

地址:

台湾省新竹科学工业园区新竹市力行路16号

优先权:

专利代理机构:

上海专利商标事务所

代理人:

陈亮

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内容摘要

本发明主要是提供一方法以在集成电路上局部形成硅化金属层。本方法可以避免在需要高电阻值的元件表面上形成硅化金属,所以不会降低这些元件的功效。本方法亦可以避免因为同一字元线上的存储器间形成硅化金属而造成的遗漏电流现象。本发明的方法主要是在不需在表面上形成硅化金属的元件上形成一遮罩。然后再沉积一金属层以及进行一加热步骤以形成硅化金属。如此,则可达到上述之目的。

权利要求书

1: 一种局部形成硅化金属层的方法,该方法至少包含下列步骤: 提供一硅底材,在该硅底材上至少可区分为一阵列区域以及一周边区域; 形成一第一介电层于该阵列区域内的硅底材上,以及多个第一晶体管于该第 一介电层之上,其中该多个第一晶体管中相邻两第一晶体管间有一第一间隔区 域; 形成多个第二晶体管于该周边区域内的该底材之上,其中该多个第二晶体管 中相邻两第二晶体管间有一第二间隔区域; 形成多个半导体元件于于该周边区域内的该底材之上; 共形地沉积一第二介电层以覆盖该底材、该阵列区域、该周边区域、该多个 第一晶体管、该多个第二晶体管、以及多个半导体元件; 沉积一光阻层以覆盖该第二介电层; 除去位于该第一间隔区域、以及该多个半导体元件上方的该光阻层; 以该光阻层为一掩模,进行一蚀刻步骤以除去部分该第二介电层,剩余的该 第二介电层位于该第一间隔区域与该多个半导体元件的上方; 除去该光阻层; 沉积一金属层以覆盖该硅底材、该阵列区域、该周边区域、该多个第一晶体 管、该多个第二晶体管、以及该第二介电层; 进行一加热步骤以形成硅化金属; 除去该金属层,以及 除去该第二介电层。
2: 根据权利要求1所述的方法,其中所述第一介电为一氧化物-氮化物-氧化 物(ONO)层。
3: 根据权利要求1所述的方法,更包含一删极氧化层于该多个第二晶体管 的删极与该底材之间。
4: 根据权利要求1所述的方法,其中所述第二介电层为一氧化硅层。
5: 根据权利要求1所述的方法,其中所述第二介电层为一氮化硅层。
6: 根据权利要求1所述的方法,其中所述多个半导体元件为负载晶体管。
7: 根据权利要求1所述的方法,其中所述多个半导体元件为静电保护装置。
8: 根据权利要求1所述的方法,其中所述多个半导体元件至少包含一负载 晶体管及一静电保护装置。
9: 根据权利要求1所述的方法,其中所述金属层为金属钛层。

说明书


局部形成硅化物金属层的方法

    【发明领域】

    本发明是有关一局部形成硅化金属层的方法,特别是有关一避免在需要高电阻值的元件表面上形成硅化金属以及避免存储器间产生遗漏电流的局部形成硅化金属层的方法。

    【发明背景】

    一般为降低电阻值以增进集成电路效率,常会在电路与元件表面上沉积一硅化金属层,比如钛化硅。而不宜降低电阻值的区域则必须避免形成硅化金属于其表面上,比如同一字元线上存储器间的间隔区域、以及需要高电阻值的元件,比如负载晶体管(1oad transistor)与静电放电(electrostaticdischarge,ESD)保护装置。传统的形成方法如图1所示:首先,提供一硅底材100,在此底材100上,至少有二个区域:一为阵列区域101,另一为周边区域102。在阵列区域101内,有一介电层105,比如氧化硅-氮化硅-氧化硅(ONO)层,在底材100之上。在该介电层105之上有由多个存储器110所组成的一存储器阵列,其中同一字元线上之相邻两存储器110间有一第一间隔区域106。而在周边区域102内,至少有多个晶体管120,而相邻二晶体管120之间有一第二间隔区域107。经过形成硅化金属的步骤后,会在存储器110的删极顶部表面、晶体管120的删极顶部表面、以及硅底材100表面上形成硅化金属(150、160、170)。

    然而传统方法中,在形成存储器110的侧壁130的步骤时,往往会因为控制不易,而造成过度蚀刻以至于裸露出位于第一间隔区域206内部分地硅底材,如图2A所示。以至于在进行形成硅化金属的步骤时,也形成一硅化金属层240于第一间隔区域206内的硅底材100的表面上,如图2B所示。如此将导致遗漏电流,而影响存储器的功效。

    另外,如果有其他元件存在底材上时,比如负载晶体管或静电保护装置,也会同时在其表面上形成硅化金属,如此将造成问题。我们可以发现,这些不希望的问题乃是因为传统方法不具有形成硅化金属的选择性所造成的。

    【发明内容】

    本发明的一目的是提供一方法以在集成电路上局部形成硅化金属层。

    本发明的另一目的是提供一方法以避免同一字元线上存储器间形成硅化金属而造成遗漏电流的现象。

    本发明的再一目的是提供一方法以避免在需要高电阻值的元件表面上形成硅化金属。

    根据以上目的,本发明的方法主要包含下列步骤;首先,提供一硅底材,此硅底材上可区分为一阵列(array)区域以及一周边(periphery)区域,其中在该阵列区域内包含一第一介电层层于底材之上以及多个第一晶体管,比如存储器阵列,位于该第一介电层之上。此多个第一晶体管中相邻两个晶体管间有一第一间隔区域。而在该周边区域内包含多个第二晶体管以及多个半导体元件位于底材之上,其中该多个半导体元件为具有较高电阻值的装置,并且在该多个第二晶体管中任相邻两个第二晶体管间有一第二间隔区域。然后,共形地沉积一层第二介电层以覆盖该底材、该阵列区域、多个第一晶体管、该周边区域、该多个第二晶体管、以及该多个半导体元件的表面。之后,再沉积一光阻层以覆盖该第二介电层。然后,除去不需要形成硅化金属之区域上的光阻层,比如第一间隔区域、以及该多个半导体元件。再以该剩余的光阻层为一掩模,进行另一蚀刻步骤以除去部份第二介电层,则剩余的第二介电层只存在于该第一间隔区域内以及该多个半导体元件的表面上。之后,除去此剩余的光阻层。然后,沉积一金属层以覆盖在此整个结构的表面上。进行一加热步骤以形成硅化金属。最后,除去该金属层以及该剩余的第二介电层。

    【附图说明】

    图1是传统方法在一集成电路上局部形成硅化金属层的截面示意图;

    图2A至图2B是传统方法产生过度蚀刻问题之一实施例于各阶段的截面示意图:

    图3A至图3J是根据发明的方法在一集成电路上局部形成硅化金属层之一实施例于各阶段的截面示意图。

    【具体实施方式】

    本发明提供一方法以在集成电路上局部区域形成金属硅化物,其包含下列步骤:首先,如图3A所示,提供一底材100,其上至少有两个区域,一为阵列区域101,一为周边区域102。在此阵列区域101上有沉积有一介电层,比如氧化硅-氮化硅-氧化硅(ONO)层105,以及一存储器阵列于此ONO层105之上,其中,同一字元线上相邻两存储器110之间有一第一间隔区域306。而在周边区域102上至少包含两类元件:一类是必须降低其表面电阻者,比如多个晶体管120;另一类是无须降低其表面电阻者,比如于本实施例中为一负载晶体管302与一静电放电保护(ESD)装置304。其中,相邻两晶体管120之间有一第二间隔区域307。在本实施例中,两相邻存储器110或两相邻晶体管120之删极间相隔约为0.36微米,而第一间隔区域306与第二间隔区域307的宽度约为0.34微米。

    之后,共形地沉积一层介电层310,比如氧化硅层,以覆盖在整个阵列区域101、与周边区域102表面上,如图3B所示。此介电层310之厚度约为350至500埃。之后,沉积一光阻层320覆盖在此介电层310上,如图3C所示。进行图案转移并除去部分光阻层330,只保留位于第一间隔区域306、负载晶体管302与静电放电保护装置304上方的光阻层320,如图3D所示。然后,以剩余的光阻层320为一掩模,进行一蚀刻步骤以除去大部分介电层310,只保留被光阻层320所遮蔽的部分介电层310,如图3E所示。然后,除去光阻层330,如图3F所示。

    然后,沉积一金属层330,比如金属钛,以覆盖整个集成电路上,如图3G所示。再进行一加热步骤以使金属与多晶硅反应形成硅化金属(332、334、336),分别位于存储器110删极表面上、晶体管120删极表面上、以及底材100表面上,如图3H所示。而第一间隔区域306,负载晶体管302与静电放电保护装置304则因为其上有介电层310存在故不会形成硅化金属层。

    之后,除去金属层330,如图3I所示。最后除去介电层310,以裸露出负载晶体管302与静电放电保护装置304之表面,如图3J所示。位于第一间隔区域306内之介电层310可以保留亦可以除去,此并不影响本发明范围。如此,便完成本发明的局部形成硅化金属层的方法。

    附带一提,在阵列区域101上之ONO层105也可以是其他的介电层。而在硅底材100与晶体管120间则更可以包含一层氧化硅层以作为删极氧化层。

    以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用以限定本发明的申请专利范围;凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰,均应包含在权利要求的范围内。

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本发明主要是提供一方法以在集成电路上局部形成硅化金属层。本方法可以避免在需要高电阻值的元件表面上形成硅化金属,所以不会降低这些元件的功效。本方法亦可以避免因为同一字元线上的存储器间形成硅化金属而造成的遗漏电流现象。本发明的方法主要是在不需在表面上形成硅化金属的元件上形成一遮罩。然后再沉积一金属层以及进行一加热步骤以形成硅化金属。如此,则可达到上述之目的。 。

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