[发明专利]制作具有钴硅化物层的半导体元件的方法有效

申请号：	201710060808.2	申请日：	2017-01-25
公开（公告）号：	CN108346574B	公开（公告）日：	2021-08-10
发明（设计）人：	张凯钧;郑存闵;蔡志杰;李瑞珉;陈意维;张家隆;刘玮鑫	申请（专利权）人：	联华电子股份有限公司;福建省晋华集成电路有限公司
主分类号：	H01L21/3205	分类号：	H01L21/3205;H01L21/8242
代理公司：	北京市柳沈律师事务所 11105	代理人：	陈小雯
地址：	中国台***	国省代码：	台湾;71
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摘要：
搜索关键词：	制作具有钴硅化物层半导体元件方法
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【说明书】：

本发明公开一种制作具有钴硅化物层的半导体元件的方法，其步骤包含提供一硅结构，其上形成有层间介电层、在该层间介电层中形成接触孔以裸露出硅结构、在300℃～400℃的温度环境中在裸露的硅结构上沉积一钴层，其中该钴层的表面同时形成一钴保护层、进行一快速升温处理，将该硅结构上的钴层转化成钴硅化物层、以及移除未转化的钴层。

技术领域

本发明大体上涉及一种半导体元件的制作方法，特别是涉及一种制作具有钴硅化物层的半导体元件的方法。

背景技术

随着半导体元件的集成度越来越高，电路尺寸逐渐变小，布局中提供给连接个别元件用的接触结构的接触区域也变得越来越小，特别是在高密度的存储单元中，如动态随机处理存储元件(DRAM)，其接触结构所需到达的深度增加，所流通的电流也变小。在此情况下，接触电阻这项参数在元件的电性上变得更为重要。

为了加速元件的运作速度，同时考虑到布线微细化以及热阻等因素，现今业界一般会在金属线与源/漏极与栅极的连接处进行硅化制作工艺来形成硅化钴(cobaltsilicide)等金属硅化物来降低减少接触电阻。例如在DRAM结构中，含有金属成分的位线会经由多晶硅接触插塞来与存取晶体管的源/漏极连接，此时硅化钴会作为两者间的界面来达到良好的欧姆接触。

现有的做法中会使用氮化钛盖层形成在尚未反应的钴层上来防止钴氧化，然而该氮化钛盖层在高温的硅化反应后会变得不易移除，容易形成雪花状残留物的缺陷。为此，目前业界仍需改进现有的硅化制作工艺来克服该问题。

发明内容

为了解决上述现有问题，本发明提出了一种新颖的钴硅化物层形成方法，其在形成未反应的钴层的同时(in-situ)就同时在表面形成一钴保护层，如此后续就不需要再额外形成氮化钛盖层来避免钴氧化。

本发明的其中一目的在于提供一种新颖的钴硅化物层形成方法，其步骤包含提供一硅结构，其上形成有层间介电层、在该层间介电层中形成接触孔以裸露出硅结构、在300℃～400℃的温度环境中在裸露的硅结构上沉积一钴层，其中该钴层的表面同时形成一钴保护层、进行一快速升温处理以将该硅结构上的钴层转化成钴硅化物层、以及移除未转化的钴层。

本发明的这类目的与其他目的在阅者读过下文以多种附图与绘图来描述的较佳实施例细节说明后将变得更为显见。

附图说明

本说明书含有附图并于文中构成了本说明书的一部分，以使阅者对本发明实施例有进一步的了解。该些附图描绘了本发明一些实施例并连同本文描述一起说明了其原理。在该些附图中：

图1至图3为本发明制作具有钴硅化物层的半导体元件的各个步骤流程的截面示意图。

主要元件符号说明

10 基底

12 元件隔离层

14 沟槽

16 栅绝缘层

18 阻障层

20 金属层

22 盖层