形成半导体存储器件导线的方法技术

本发明专利技术涉及一种形成半导体存储器件导线的方法，所述方法包括以下步骤：在基础层之上形成第一多晶硅层；通过将所述第一多晶硅层图案化来形成第一多晶硅图案；使用绝缘层填充所述第一多晶硅图案之间的空间；刻蚀所述第一多晶硅图案的上部以形成凹陷区；在所述凹陷区的侧壁上形成间隔件；使用第二多晶硅层填充所述凹陷区以形成第二多晶硅图案；以及执行金属硅化工艺以使第二多晶硅图案转化为金属硅化物图案。

【技术实现步骤摘要】

本说明书的示例性实施例总的来说涉及一种，更具体而言，涉及一种使用金属硅化物层形成半导体存储器件的导线以改善导线电阻的方法。
技术介绍
为了降低半导体存储器件的薄层电阻和接触电阻，使用金属硅化物层作为半导体存储器件导线的材料。在使用金属硅化物层形成半导体存储器件的导线的情况下，存在发生导线电耦接在一起的桥接现象的问题。图IA和图IB是示出现有的的截面图。具体而言， 图IA和图IB示出使用金属硅化物层作为半导体存储器件导线的实例。参照图1A，在基础层11之上形成多个多晶硅图案15，所述多晶硅图案15通过设置在其间的绝缘层17彼此绝缘。例如，多晶硅图案15可以是用作NAND快闪存储器件的字线WL、漏选择线DSL和源选择线SSL的图案。例如，下面描述多晶硅图案15用作字线WL、漏选择线DSL和源选择线SSL的情况。 例如，可以使用以下方法来形成多晶硅图案15。首先，在形成有基础层11(即隔离层)的半导体衬底之上形成用作电介质层的栅绝缘层13。在栅绝缘层13之上形成多晶硅层。将所述多晶硅层图案化，以形成多个分隔开的多晶硅图案15。可以在形成多晶硅图案15之后将栅绝缘层13图案化。例如，图1中仅示出了沿着基础层11 (即隔离层)截取的截面。虽然未示出，但是可以在由基础层11 (即隔离层)分隔开的半导体衬底的有源区(未示出)之上层叠用作隧道绝缘层的栅绝缘层(未示出)、浮栅(未示出)、用作电介质层的栅绝缘层13和多晶硅图案15。在如上所述形成多晶硅图案15之后，形成使多晶硅图案15之间绝缘的绝缘层17， 绝缘层17具有比多晶硅图案15的上表面更高的高度。据此，使用绝缘层17填充多晶硅图案15之间的空间。然后，将绝缘层17抛光以暴露出多晶硅图案15的上表面。参照图1B，通过硅化工艺使多晶硅图案15的上表面与金属反应，据此在硅图案15 之上形成自对准的金属硅化物图案19。下面详细描述金属硅化工艺。首先，使用诸如回蚀工艺的刻蚀工艺降低绝缘层17的高度，据此暴露出多晶硅图案15的上部侧壁。在执行清洁工艺之后，在多晶硅图案15暴露出来的表面和绝缘层17的表面上形成金属层。然后，还可以在金属层之上形成覆盖层。在形成金属层之后，执行第一退火工艺。据此，使金属从金属层向多晶硅图案15扩散，并且使多晶硅图案15的上部变成金属硅化物。然后，将保持原样的未反应的金属层和覆盖层去除。据此，使具有第一电阻的金属硅化物图案19在多晶硅图案15上自对准。然后，执行第二退火工艺以形成具有比第一电阻更低的第二电阻的金属硅化物图案19(即目标)。据此，形成包括多晶硅图案15和金属硅化物图案19的层叠结构的字线WL、漏选择线 DSL和源选择线SSL。在形成金属硅化物图案19的工艺中，金属硅化物图案19可能比多晶硅图案15更宽。在这种情况下，由于包括金属硅化物图案19的导线之间的间隔I被缩小，所以可能发生相邻导线相互连接的桥接现象。随着间隔I由于半导体存储器件的集成度增加而减小， 这一现象变得更加严重。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例涉及一种，即使在导线中使用金属硅化物层，所述方法也能够改善(即减少或消除)金属线之间的桥接现象。根据本说明书的示例性实施例，形成半导体器件导线的方法包括以下步骤在基础层之上形成第一多晶硅层；通过将第一多晶硅层图案化来形成第一多晶硅图案；用绝缘层填充第一多晶硅图案之间的空间；刻蚀第一多晶硅图案的上部以形成凹陷区；在凹陷区的侧壁上形成间隔件；用第二多晶硅层填充凹陷区以形成第二多晶硅图案；以及执行硅化工艺以使第二多晶硅图案转化为金属硅化物图案。所述间隔件优选包括与绝缘层的材料不同的材料。所述间隔件优选包括氮化物层。所述绝缘层优选包括氧化物层。第二多晶硅层的硅浓度优选地比第一多晶硅层的硅浓度更低。优选地使用硅(Si) 气体和掺杂剂气体来形成第二多晶硅层和第一多晶硅层中的每一个。在形成第二多晶硅层时使用的硅(Si)气体的量优选地比在形成第一多晶硅层时使用的硅(Si)气体的量更小。硅化工艺优选地包括以下步骤在第二多晶硅层、间隔件和绝缘层的暴露出来的表面上形成金属层；执行第一退火工艺以使金属从金属层扩散到第二多晶硅层中，从而形成具有第一电阻的金属硅化物层；在第一退火工艺之后，将保持原样的未反应的金属层去除；以及执行第二退火工艺，以使具有第一电阻的金属硅化物层转变为具有第二电阻的金属硅化物层。在执行第一退火工艺之前，优选地在金属层之上形成防止金属层被氧化的覆盖层。覆盖层优选地包括TiN。具有第一电阻的金属硅化物层优选地包括富镍硅化物，具有第二电阻的金属硅化物层优选地包括单硅化镍。第二退火工艺的工艺温度优选地比第一退火工艺的工艺温度更高。金属层优选地为镍层，所述镍层具有第一多晶硅层和第二多晶硅层的总厚度0.3倍的厚度。在用第二多晶硅层填充凹陷区之后或在执行硅化工艺之后，优选地将间隔件去除。优选地使用具有第二电阻的金属硅化物层作为NAND快闪存储器件的字线、源选择线和漏选择线。附图说明图IA和图IB是示出现有的截面图；图2A至图2F是示出根据本说明书的第一示例性实施例的、的截面图；以及图3A至图3D是示出根据本说明书的第二示例性实施例的、的截面图。具体实施例方式下面参照附图详细地描述本说明书的示例性实施例。提供附图是为了使本领域普通技术人员能够理解本说明书的示例性实施例的范围。图2A至图2F是示出根据本说明书的第一示例性实施例的、的截面图。具体而言，图2A至图2F示出了沿着NAND快闪存储器件的隔离层截取的截面图。参照图2A，在基础层101之上形成多个第一多晶硅图案105，所述多晶硅图案105 通过设置在其间的绝缘层107彼此绝缘。基础层101示例性地是NAND快闪存储器件的隔离层，第一多晶硅图案105示例性地是用作NAND快闪存储器件的字线、漏选择线和源选择线的图案。例如，在第一多晶硅图案105是用作字线、漏选择线和源选择线的图案的情况下， 第一多晶硅图案105可以示例性地使用以下方法形成。首先，在基础层101(即隔离层)之上形成用作电介质层的栅绝缘层103，并在栅绝缘层103之上形成第一多晶硅层(未示出其本身)。将第一多晶硅层图案化，以形成多个分隔开的第一多晶硅图案105。在形成第一多晶硅图案105之后可以将栅绝缘层103图案化。虽然未示出，但是在形成用作电介质层的栅绝缘层103之前，可以在由基础层 101(即隔离层)分隔开的半导体衬底的有源区之上层叠用作隧道绝缘层的栅绝缘层和浮栅。在这种情况下，在浮栅之上形成栅绝缘层103和第一多晶硅图案105，所述栅绝缘层103 用作电介质层，所述第一多晶硅图案105用作半导体衬底的有源区之上的控制栅。在形成第一多晶硅图案105之后，优选地形成使第一多晶硅图案105之间绝缘的绝缘层107，所述绝缘层107具有比第一多晶硅图案105的上表面更高的高度。据此，使用绝缘层107填充第一多晶硅图案105之间的空间。然后，将绝缘层107抛光以使多晶硅图案105的上表面暴露出来。优选使用化学机械抛光(CMP)方法执行绝缘层107的抛光，绝缘层107优选地包括氧化物层。参照图2B，使用诸如回蚀工艺的刻蚀工艺刻蚀第一多晶硅图案105暴露出来的上表面，以使第一多晶硅图案105上表面的高度比绝缘层107的上表本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种形成半导体存储器件导线的方法，所述方法包括以下步骤：在基础层之上形成第一多晶硅层；通过将所述第一多晶硅层图案化来形成第一多晶硅图案；使用绝缘层填充所述第一多晶硅图案之间的空间；刻蚀所述第一多晶硅图案的上部以形成凹陷区；在所述凹陷区的侧壁上形成间隔件；使用第二多晶硅层填充所述凹陷区以形成第二多晶硅图案；以及执行硅化工艺以使第二多晶硅图案转化为金属硅化物图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：禹元植，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR