[发明专利]一种CMOS镍硅化物和金属欧姆接触工艺的制备方法

说明书

技术领域

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

目前的MOS器件中的镍硅化物和金属欧姆接触部分工艺步骤通常如下：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。

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

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。

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。

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。

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。

在上述提供的制备方法中，其中所述刻蚀方法为湿法刻蚀。

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。

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。

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。

附图说明

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。

图2是本发明中沉积介电质层后的结构示意图。

图3是本发明中形成第一、第二通孔后的结构示意图。

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。

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

本发明提出一种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。

由于镍硅化物热稳定性比较差，导致后续紧跟的应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。

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。

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。