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1、(10)申请公布号 CN 102446838 A (43)申请公布日 2012.05.09 C N 1 0 2 4 4 6 8 3 8 A *CN102446838A* (21)申请号 201110307981.0 (22)申请日 2011.10.12 H01L 21/768(2006.01) (71)申请人上海华力微电子有限公司 地址 201210 上海市浦东新区张江高科技园 区高斯路568号 (72)发明人孔祥涛 韩晓刚 陈建维 (74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司 31213 代理人王敏杰 (54) 发明名称 一种CMOS镍硅化物和金属欧姆接触工艺的 制备方法 (57) 摘要 本。
2、发明提供一种CMOS镍硅化物和金属欧姆 接触的制备方法，先进行应力氮化硅和金属沉积 前的介电质层填充，然后再进行光刻和刻蚀并形 成通孔，在通孔底部沉积镍金属并形成硅化物。本 发明中可以在较高的温度下进行应力氮化硅层和 金属沉积前的介电质层填充，改善了应力和填充 效果，可以省略SAB步骤，简化了工艺流程。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 102446860 A 1/1页 2 1.一种CMOS镍硅化物和金属欧姆接触工艺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：在已形成CMOS器件的硅片。
3、表面依次沉积一应力氮化硅层和一介电质层； 步骤2：在介电质层上涂覆一层光刻胶，对光刻胶层光刻形成第一开口和第二开口，所 述第一对第一开口和第二开口中暴露的介电质层进行刻蚀，刻蚀至第一开口中暴露出栅 极、第二开口中暴露出半导体硅片为止，分别形成相应的第一通孔和第二通孔； 步骤3，在介电质层上、第一通孔和第二通孔的底部沉积一金属镍层，对第一通孔和第 二通孔中沉积形成的金属镍层进行高温退火形成金属镍硅化物； 步骤4，在除去介电质层上金属镍层后，进行后续金属连线沉积形成欧姆接触。 2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中采用刻蚀方法除去金属镍 层。 3.根据权利要求2所述的制备方法，其特。
4、征在于，所述刻蚀方法为湿法刻蚀。 4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介电质层是高温沉积在应力氮 化硅层上。 5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述沉积的温度为450以上。 6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二通孔为下小上大锥形通孔。 权 利 要 求 书CN 102446838 A CN 102446860 A 1/3页 3 一种 CMOS 镍硅化物和金属欧姆接触工艺的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种CMOS镍硅化物和金属欧姆接触的工 艺制备方法。 背景技术 0002 目前的MOS器件中的镍硅化物和金属欧姆接触部分。
5、工艺步骤通常如下：先在SAB 层上沉积和刻蚀，将需要沉积金属硅化物的地方裸漏出来，不需要的地方用氧化物层遮住。 将沉积金属并与硅进行热反应形成硅化物，之后沉积应力氮化硅层、填充介电质层并进行 平坦化处理。通过图形转移（光刻和刻蚀）形成导通孔，将沉积金属与导通孔底部金属硅化 物连接。 0003 由于应力氮化硅和介电质层皆为高温的化学沉积过程，而且在高温下才能获得更 高的应力和填充性能；但温度过高会导致镍向硅衬底中过度扩散，形成高电阻的相并增加 漏电流。 发明内容 0004 本发明针对现在镍硅化物和金属欧姆接触部分工艺中存在的问题，提出一种 在 不影响镍硅化物性质的前提下，改善应力氮化硅和金属沉积。
6、前德介电质层的工艺性能，并 且加应力氮化硅和金属沉积前德介电质层填充性能。 0005 为了实现上述目的提供一种CMOS镍硅化物和金属欧姆接触工艺的制备方法，包 括以下步骤： 步骤1：在已形成CMOS器件的硅片表面依次沉积一应力氮化硅层和一介电质层。 0006 步骤2：在介电质层上涂覆一层光刻胶，对光刻胶层光刻形成第一开口和第二开 口，所述第一对第一开口和第二开口中暴露的介电质层进行刻蚀，刻蚀至第一开口中暴露 出栅极、第二开口中暴露出半导体硅片为止，分别形成相应的第一通孔和第二通孔。 0007 步骤3，在介电质层上、第一通孔和第二通孔的底部沉积一金属镍层，对第一通孔 和第二通孔中沉积形成的金属镍。
7、层进行高温退火形成金属镍硅化物。 0008 步骤4，在除去介电质层上金属镍层后，进行后续金属连线沉积形成欧姆接触。 0009 在上述提供的制备方法中，其中步骤4中采用刻蚀方法除去金属镍层。 0010 在上述提供的制备方法中，其中所述刻蚀方法为湿法刻蚀。 0011 在上述提供的制备方法中，其中所述介电质层是高温沉积在应力氮化硅层上。其 中，优选的沉积温度为450以上。 0012 在上述提供的制备方法中，其中所述第二通孔为下小上大锥形通孔。 0013 本发明提供的制备方法改变了传统的硅化物形成步骤，先进行应力氮化硅和金属 沉积前的介电质层填充，然后再进行光刻和刻蚀并形成通孔，在通孔底部沉积镍金属并。
8、形 成硅化物。本发明中可以在较高的温度下进行应力氮化硅层和金属沉积前的介电质层填 充，改善了应力和填充效果，可以将SAB步骤省略，简化了工艺流程。 说 明 书CN 102446838 A CN 102446860 A 2/3页 4 附图说明 0014 图1是本发明中在已形成CMOS器件的硅片表面沉积应力氮化硅层后的结构示意 图。 0015 图2是本发明中沉积介电质层后的结构示意图。 0016 图3是本发明中形成第一、第二通孔后的结构示意图。 0017 图4是本发明中高温退火形成金属硅化物层后的结构示意图。 0018 图5是本发明中除去未反应金属层后的结构示意图。 具体实施方式 0019 本发明。
9、提出一种CMOS镍硅化物和金属欧姆接触的工艺制备方法，包括以下步骤： 在已形成CMOS器件的硅片表面依次沉积一应力氮化硅层和一介电质层。在介电质层上涂 覆一层光刻胶，对光刻胶层光刻形成第一开口和第二开口，所述第一对第一开口和第二开 口中暴露的介电质层进行刻蚀，刻蚀至第一开口中暴露出栅极、第二开口中暴露出半导体 硅片为止，并形成相应的第一通孔和第二通孔。在介电质层上、第一通孔和第二通孔的底部 沉积一金属镍层，对第一通孔和第二通孔中沉积形成的金属镍层进行高温退火形成金属镍 硅化物。在除去介电质层上金属镍层后，进行后续金属连线沉积形成欧姆接触。 0020 由于镍硅化物热稳定性比较差，导致后续紧跟的应。
10、力氮化硅和金属沉积前的介电 质层填充工艺不能在较高的温度下进行，也就无法获得高的应力和好的填充性能。在应力 氮化硅和金属沉积前的介电质层填充以及通孔形成以后再进行镍硅化物工艺，则可避免该 缺陷。镍硅化物通常用在MOS器件栅极、源极和漏极上与后续金属连线的连接部分，以实现 低电阻的欧姆接触。 0021 下面通过实施例来进一步说明本发明，以便更好理解本发明创造的内容，但是下 述实施例并不限制本发明的保护范围。 0022 如图1和图2所示，在已经形成CMOS器件的硅片表面沉积一应力氮化硅层1，然后 在应力氮化硅层1表面500下沉积一介电质层2。 0023 在介电质层2上涂覆一层光刻胶，对光刻胶层进行。
11、光刻并形成第一开口和第二开 口。开口中暴露出介电质层2，第一开口设置在栅极上方位置，第二开口设置在相连栅极之 间的位置。对第一、第二开口中暴露的介电质层2进行刻蚀，第一开口刻蚀至开口中暴露出 栅极为止，从而形成第一通孔11，第二开口刻蚀至开口中暴露出半导体硅片为止，从而形成 第二通孔12。形成的第一、第二通孔11、12将半导体器件需要与金属连线的栅极、源极、漏 极裸漏出来，具体结构如图3所示。 0024 如图4所示，在介电质层上、第一、第二通孔11、12的底部沉积一金属镍层3，并对 第一、第二通孔11、12中沉积形成的金属镍层进行高温退火在CMOS栅极、源极、漏极形成金 属硅化物31。之后，在。
12、除去介电质层2上金属镍层3，除去金属镍层3后的结构示意图如图 5。最后进行后续的金属连线沉积形成欧姆接触。 0025 本发明提供的工艺制备方法改变了传统的硅化物形成步骤，先进行应力氮化硅和 金属沉积前的介电质层填充，然后再进行光刻和刻蚀并形成通孔，在通孔底部沉积镍金属 并形成硅化物。采用本工艺方法可有效提高应力氮化硅应力、改善器件性能，并改善金属沉 说 明 书CN 102446838 A CN 102446860 A 3/3页 5 积前的介电质层填空性能、避免出现空洞缺陷，且对镍硅化物性质无不良影响。 0026 以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限 制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和 替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和 修改，都应涵盖在本发明的范围内。 说 明 书CN 102446838 A CN 102446860 A 1/2页 6 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102446838 A CN 102446860 A 2/2页 7 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102446838 A 。