[发明专利]二硅化钨退火方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种二硅化钨退火方法，尤其是涉及一种可消除二硅化钨薄膜剥离的退火方法。 

【背景技术】

二硅化钨(WSi₂)因其具有高熔点、较好的稳定性，及低电阻率的特点，在CMOS制程上的应用已愈来愈普遍，主要用于提升金属铝和硅之间的欧姆接触及用来和多晶硅(Polysilicon)一起作为gate的导体材料，以降低gate的电阻率。 

现在较普遍用LPCVD法先淀积形成二硅化钨，其x值约在2.6～2.8左右，此时的电阻率还较高，约为700～900μΩ·cm，须再经过一次退火(Anneal)才能使电阻率降低至70μΩ·cm以下，这时的x值为2.2～2.3，起到了降低多晶硅电阻率的作用。 

半导体制程中在形成二硅化钨后会经过多道退火，通过退火的高温过程修补因离子注入而被破坏的晶格，激活掺杂，才能形成器件。因此后期的退火对器件是至关重要的，不可随意改变其热过程的温度及时间。由于退火需要在炉管完成，所以进舟温度一般在700℃以上，一般公司的标准进舟温度为750℃左右。但这样的热过程产生的热应力又可能会造成薄膜的剥离(peeling)，如二硅化钨的peeling，以致影响器件。 

【发明内容】

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种可消除薄膜剥离的二硅化钨退火方法。 

本发明的目的通过提供以下技术方案实现： 

一种二硅化钨退火方法，其中，包括以下步骤： 

退火，并控制进舟温度低于600℃。 

可选地，在对二硅化钨进行退火之前，包括以下步骤： 

通过LPCVD法先淀积形成二硅化钨，其x值在2.6～2.8； 

第一次退火，使得x值降低至为2.2～2.3，得到二硅化钨。 

可选地，在x值在2.6～2.8时，电阻率为700～900μΩ·cm。 

可选地，在x值在2.2～2.3时，电阻率小于70μΩ·cm。 

可选地，所述退火在炉管中完成。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是：改变了热应力带来的二硅化钨薄膜剥离现象，从根本上消除了薄膜剥离给器件带来的影响。 

【具体实施方式】

以下是本发明的最佳实施方式。 

退火是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。 

是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。 

一般退货的目的是： 

(1)降低硬度，改善切削加工性； 

(2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向； 

(3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。 

在生产中，退火工艺应用很广泛。根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。 

本发明的二硅化钨退火方法减少了在退火过程中的热预算，从而消除了热应力导致薄膜剥离的可能性。 

本发明在对二硅化钨进行退火之前，包括以下步骤： 

首先，通过LPCVD法先淀积形成二硅化钨，其x值约在2.6～2.8左右，此时的电阻率还较高，约为700～900μΩ·cm； 

其次经过第一次退火，使电阻率降低至70μΩ·cm以下，这时的x值为2.2～2.3，起到了降低多晶硅电阻率的作用，得到二硅化钨。 

此时，则可对二硅化钨生成的二硅化钨进行后续的退火： 

后续的退火需要在炉管完成，进舟温度一般在低于600℃。 

经过试验得知：同样的工艺时间和温度，只改变进舟温度，控制进舟温度低于600℃，即可避免薄膜剥离。克服了现有技术中进舟温度在700℃以上的传统观念造成的二硅化钨薄膜剥离现象。 

通过采用低温进舟的方式，改变了热应力带来的二硅化钨薄膜剥离现象，从根本上消除了薄膜剥离给器件带来的影响。 

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。