鎳金屬硅化物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別設(shè)及一種儀金屬娃化物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著半導(dǎo)體器件集成度持續(xù)增大W及與運(yùn)些器件相關(guān)的臨界尺寸持續(xù)減小，人們 的興趣越來(lái)越集中于W低電阻材料制造半導(dǎo)體器件從而保持或降低信號(hào)延遲。娃化物 (SiIicide)和自對(duì)準(zhǔn)娃化物（self-aligned siIicide)材料及工藝已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到 CMOS集成電路制造中W降低源極/漏極區(qū)及柵極區(qū)的接觸電阻和串聯(lián)電阻。
[0003] 早期的二娃化鐵(TiSi2)由于其窄線條效應(yīng)已經(jīng)不適用于0.1 Sum的技術(shù)，被二娃 化鉆(CoSi2)取代。二娃化鉆形成相同厚度的娃化物需要消耗更多的多晶娃或娃襯底，已經(jīng) 不能滿足源漏淺結(jié)及超淺結(jié)的需求;并且二娃化鉆在低于45納米的多晶娃線條上表現(xiàn)出明 顯的窄線條效應(yīng);在45納米及W下的技術(shù)中，由于熱預(yù)算的考量，二娃化鉆的形成溫度(第 二次快速熱處理的工藝溫度范圍為600°C~800°C)也不能滿足器件需求。因此在45納米及 W下的技術(shù)中，迫切需要一種金屬娃化物來(lái)解決W上問(wèn)題。
[0004] 與二娃化鐵和二娃化鉆相比，娃化儀(NiSi)具有W下的優(yōu)點(diǎn)：（1)娃化工藝溫度 低，只需要350°C~750°C; (2)娃消耗量低，形成1納米娃化儀僅消耗0.83納米娃；（3)尚未發(fā) 現(xiàn)娃化儀方塊電阻隨線條減小而變大；（4)可W在較低的溫度下與錯(cuò)娃材料形成低阻值的 娃化物。因此，娃化儀被視為一種較為理想的金屬娃化物。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中，娃化儀與二娃化鐵和二娃化鉆相似，也采用兩步快速熱處理(RTP) 的工藝:首先在較低的溫度下(220°C~300°C)和N2氛圍中進(jìn)行第一步退火，通過(guò)儀的擴(kuò)散， 生成主要W娃化二儀(Ni2Si)和娃化儀共存的娃化物;然后通過(guò)選擇性刻蝕去除側(cè)墻上未 反應(yīng)的儀或儀合金，在較高的溫度下（350°C~750°C)和N2氛圍中進(jìn)行第二步退火，在源漏 極和柵極生成娃化儀。
[0006] 但是半導(dǎo)體器件的尺寸還在不斷縮小，娃化儀層的電阻對(duì)器件電學(xué)性能的影響也 越來(lái)越顯著，如何減小娃化儀層的電阻變得越來(lái)越重要。娃化儀的品質(zhì)受其厚度、形貌W及 管道品質(zhì)的影響，高品質(zhì)的娃化儀不僅有利于降低源極/漏極區(qū)及柵極區(qū)的接觸電阻和串 聯(lián)電阻，而且有利于提高器件的可靠性。因此，如何獲得高品質(zhì)的娃化儀是目前亟需解決的 問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種儀金屬娃化物的制備方法，W獲得形貌和均勻性良 好、低管道缺陷的儀金屬娃化物，從而提高儀金屬娃化物的品質(zhì)。
[000引本發(fā)明的技術(shù)方案是一種儀金屬娃化物的制備方法，包括W下步驟：
[0009] Sl:對(duì)暴露的娃襯底表面進(jìn)行預(yù)清洗，除去自然氧化物，在其上沉積儀或儀合金；
[0010] S2:向工藝腔體中通入含有氨氣的氣體，去除工藝腔體中的氧氣，接著使用氮?dú)鈨?化工藝腔體中殘留的含有氨氣的氣體，然后在沉積儀或儀合金的娃襯底進(jìn)入工藝腔體之 后，通入含有氨氣的氣體進(jìn)行第一次退火，使儀或儀合金的至少一部分與娃反應(yīng)，形成儀金 屬娃化物的混合物；
[0011] S3:移除未反應(yīng)的儀或儀合金；
[0012] S4:進(jìn)行第二次退火，使所述儀金屬娃化物的混合物轉(zhuǎn)化為儀金屬娃化物。
[0013] 進(jìn)一步的，所述第一次退火的溫度為220°C~270°C，所述第一次退火的時(shí)間為30s ~150sd
[0014] 進(jìn)一步的，所述第一次退火通入的氣體為氨氣。
[0015] 進(jìn)一步的，所述第一次退火通入的氣體為氨氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w。
[0016] 進(jìn)一步的，所述第二次退火采用閃光燈進(jìn)行退火。
[0017] 進(jìn)一步的，所述第二次退火的溫度為800°C~900°C，所述第二次退火的時(shí)間為 0.003s~0.05sd
[0018] 進(jìn)一步的，所述儀金屬娃化物的混合物包括娃化二儀與娃化儀，所述儀金屬娃化 物為娃化儀。
[0019] 進(jìn)一步的，所述預(yù)清洗除去自然氧化物的步驟通過(guò)利用氣等離子體瓣射移除娃襯 底表面層來(lái)完成。
[0020] 進(jìn)一步的，所述儀或儀合金通過(guò)物理氣相沉積法沉積在清洗后的娃襯底表面上。
[0021] 進(jìn)一步的，儀合金是由儀與包括鶴、粗、錯(cuò)、鐵、給、銷、鈕、饑、妮、鉆的集合中的一 種或多種金屬形成的合金。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的儀金屬娃化物的制備方法，具有W下有益效果：
[0023] 1、本發(fā)明通過(guò)在第一次退火中通入含有氨氣的氣體，能消除反應(yīng)氛圍中微量的氧 氣，防止儀或儀合金W及儀金屬娃化物被氧化，可W降低儀金屬娃化物的缺陷，形成形貌和 均勻性良好的儀金屬娃化物;并且氨氣能夠修復(fù)和減少儀金屬娃化物和娃襯底界面處的缺 陷，從而改善界面態(tài)；
[0024] 2、第二次退火采用閃光燈進(jìn)行退火，可W降低儀在娃中的擴(kuò)散，W得到低管道缺 陷的儀金屬娃化物，從而提高儀金屬娃化物的品質(zhì)，降低了源極/漏極區(qū)及柵極區(qū)的接觸電 阻和串聯(lián)電阻，而且提高了器件的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中儀金屬娃化物的制備方法的流程圖。
[0026] 圖2~6為本發(fā)明一實(shí)施例中儀金屬娃化物的制備方法的各步驟結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，W下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一 步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵 蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0028] 其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本發(fā)明實(shí)例時(shí)，為了便于說(shuō) 明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)對(duì)此作為本發(fā)明的限定。
[0029] 本發(fā)明的核屯、思想是:在第一次退火中通入含有氨氣的氣體，消除反應(yīng)氛圍中微 量的氧氣，防止儀或儀合金W及儀金屬娃化物被氧化，可W降低儀金屬娃化物的缺陷，形成 形貌和均勻性良好的儀金屬娃化物;并且氨氣能夠修復(fù)和減少儀金屬娃化物和娃襯底界面 處的缺陷，從而改善界面態(tài)。
[0030]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中儀金屬娃化物的制備方法的流程圖，如圖1所示，本發(fā)明 提出一種儀金屬娃化物的制備方法，包括W下步驟：
[0031 ]步驟Sl:對(duì)暴露的娃襯底表面進(jìn)行預(yù)清洗，除去自然氧化物，在其上沉積儀或儀合 金；
[0032] 步驟S2:向工藝腔體中通入含有氨氣的氣體，去除工藝腔體中的氧氣，接著使用氮 氣凈化工藝腔體中殘留的含有氨氣氣體，然后在沉積儀或儀合金的娃襯底進(jìn)入工藝腔體之 后，通入含有氨氣的氣體進(jìn)行第一次退火，使儀或儀合金的至少一部分與娃反應(yīng)，形成儀金 屬娃化物的混合物；
[0033] 步驟S3:移除未反應(yīng)的儀或儀合金；
[0034] 步驟S4:進(jìn)行第二次退火，使所述儀金屬娃化物的混合物轉(zhuǎn)化為儀金屬娃化物。
[0035] 圖2~6為本發(fā)明一實(shí)施例中儀金屬娃化物的制備方法的各步驟結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參 考圖1所示，并結(jié)合圖2~圖6,詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提出的儀金屬娃化物的制備方法：
[0036] 在步驟Sl中，對(duì)暴露的娃襯底10的表面進(jìn)行預(yù)清洗，除去自然氧化物，并在清洗后 的娃襯底10的表面上沉積儀20或者儀合金20，如圖3所示。
[0037] 所述娃襯底10為單晶娃襯底、多晶娃襯底、絕緣體上娃襯底其中的一種。其中，當(dāng) 儀金屬娃化物層形成于源/漏區(qū)表面時(shí)，所述娃襯底10為單晶娃襯底、絕緣體上娃襯底其中 的一種，當(dāng)儀金屬娃化物層形成于柵極結(jié)構(gòu)表面時(shí)，所述娃襯底10為多晶娃襯底。
[003引預(yù)清洗通過(guò)利用氣等離子體瓣射來(lái)移除娃襯底表面來(lái)完成，通?？蒞移除 20A~IOOA厚度的娃表面層來(lái)獲得清潔的娃表面，也可W采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的