形成用于接触插塞的金属硅化物的方法技术

本发明专利技术公开一种形成用于接触插塞的金属硅化物的方法。首先，提供一基材。其次，在基材上形成一栅极结构，此栅极结构包含一硅层、一栅极介电层与至少一间隙壁。然后，形成一组源极与漏极，其位于基材中并邻近栅极结构。继续，形成一层间介电层，其覆盖栅极结构、源极与漏极。再来，选择性移除层间介电层，以暴露栅极结构。之后，在层间介电层中形成多个接触洞，以暴露部分的基材。接着，将暴露的基材反应形成金属硅化物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种形成金属硅化物的方法。特别是涉及一种形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，以避免金属硅化物的管状钻出(piping)而造成漏电流的问题。
技术介绍
半导体装置广泛使用于各种电子产品中，例如电脑或是移动电话...等物件。简单来说，一个典型半导体元件是在硅基材上建立栅极，并在栅极两边的硅基材中，经由离子注入方法建立具有掺质的源极与漏极。栅极、源极与漏极一起即共同组成了一个典型半导体元件。此时，半导体元件中的栅极、源极与漏极尚需与外部电路形成电连接。一般说来，由于金属具有极低的电阻，通常会被选为栅极、源极与漏极与外部电路电连接的电性媒介。由于硅与金属间单纯的欧姆接触所产生的接面电阻太大，而不利于元件的电性操作，所以还会希望在硅与作为外部电路电性媒介的金属之间，再额外形成一层可以降低接面电阻的金属硅化物。此等金属硅化物的本身的导电度不但够大，有利于降低硅与金属间单纯的欧姆接触所产生的接面电阻，并改善元件的电性操作。另一方面，为了增加硅基材中的载流子迁移率，也会想要在硅基材中或是硅基材之上建立应力层，通过调整应力层的应力值，而得到改善的载流子迁移率。但是，一但将增加应力的应力工程纳入考量之后，反而会造成金属硅化物漏电流的问题，特别是因为金属硅化物的管状钻出瑕疵(piping defect)而造成漏电流的问题。还有，在考量到金属栅极与高介电材料的制作工艺时，也会影响到金属硅化物的稳定性，特别是栅极后制(gate-last)的制作工艺，因为金属硅化物会比金属栅极早完成。当金属栅极比金属硅化物还要晚完成的时候，会产生热预算顾虑(thermal budget concern)、交叉污染(cross-contamination)与 缺陷议题(defect issue)。为了要解决金属硅化物的管状钻出瑕疵(piping defect)而造成漏电流的问题，以及金属栅极比金属硅化物还要晚完成所产生的热预算顾虑(thermalbudget concern)、交叉污染(cross-contamination)与缺陷议题...等种种困难，势必需要一种新的形成金属硅化物的方法，特别是形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，以解决上述问题，同时获得制作工艺整合上的好处。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的形成金属硅化物的方法，特别是形成用于接触插塞的金属硅化物的方法。使用本专利技术发法可以解决金属硅化物的管状钻出瑕疵(piping defect)而造成漏电流的问题。另外，对于金属栅极比金属硅化物还要晚完成的制作工艺中，所遭遇到的热预算顾虑(thermal budgetconcern)、交叉污染(cross-contamination)与缺陷议题...等种种困难，本专利技术新的形成金属硅化物的方法也可以使得上述问题迎刃而解。另外，本专利技术形成金属硅化物的方法同时还可以获得制作工艺整合上的好处。为达上述目的，本专利技术一方面提出一种形成金属硅化物的方法，特别适用于接触插塞中。首先，提供一基材。其次，在基材上形成一栅极结构，此栅极结构包含一硅层、一栅极介电层与至少一间隙壁。然后，形成一组源极与漏极，其位于基材中并邻近栅极结构。继续，形成一层间介电层，其覆盖栅极结构、源极与漏极。再来，选择性移除层间介电层，以暴露栅极结构。之后，在层间介电层中形成多个接触洞，以暴露部分的基材。接下来，将暴露的基材反应以形成所需的金属硅化物。在本专利技术一较佳实施态样中，形成金属硅化物的步骤可以是，先使用一接触金属填入多个接触洞中，使得接触金属直接接触源极与漏极，接下来进行一退火步骤，使得接触金属与基材反应形成金属硅化物。在本专利技术另一较佳实施态样中，还可以形成位于接触洞中的源极接触插塞与漏极接触插塞，其直接接触金属硅化物。本专利技术另一方面提出一种形成金属硅化物的方法，特别适用于接触插塞中。首先，提供一栅极结构。此栅极结构位于一基材上，并包含一栅极填充层(dummy gate)。其次，形成一组源极与漏极，其位于基材中并邻近栅极结构。然后，形成一层间介电层，其覆盖源极与漏极，并暴露栅极结构。继续，选择性移除栅极填充层。接下来，在层间介电层中形成多个接触洞，以 暴露源极与漏极。跟着，使用一接触金属填入多个接触洞中，使得接触金属直接接触源极与漏极。再来，进行一退火步骤，使得接触金属与基材反应形成金属硅化物。在本专利技术一较佳实施态样中，还可以形成位于接触洞中的源极接触插塞与漏极接触插塞，其直接接触金属硅化物。在本专利技术另一较佳实施态样中，在形成多个接触洞之前，还可以形成一金属栅极以取代栅极填充层。或是，在本专利技术又一较佳实施态样中，可以使用接触金属取代栅极填充层以形成一金属栅极。使用本专利技术方法所形成的金属硅化物，可以将金属硅化物局限在所需要的地方。使用本专利技术方法可以解决金属硅化物的管状钻出瑕疵(piping defect)而造成漏电流的问题。另外，对于金属栅极比金属硅化物还要晚完成的制作工艺中，所遭遇到的热预算顾虑(thermal budget concern)、交叉污染(cross-contamination)与缺陷议题...等种种困难，本专利技术新的形成金属硅化物的方法也可以使得上述问题迎刃而解。因此，本专利技术形成金属硅化物的方法同时还可以获得制作工艺整合上的好处。附图说明图1-图8为本专利技术形成金属硅化物方法的示意图；图9-图12为本专利技术形成金属硅化物方法的示意图。主要元件符号说明101基材102金属硅化物110栅极结构111硅层112栅极介电层113第一间隙壁114第二间隙壁120源极125源极接触插塞130漏极135漏极接触插塞140应力层140蚀刻停止层150层间介电层151接触洞152接触金属153插塞金属154阻障材料201基材210栅极结构211栅极填充层212栅极介电层213第一间隙壁214第二间隙壁215栅极材料层220源极225源极接触插塞230漏极235漏极接触插塞250层间介电层251接触洞252接触金属253插塞金属254阻障材料具体实施方式本专利技术一方面提供一种形成金属硅化物的方法，特别适用于接触插塞中，而可以解决金属硅化物的管状钻出瑕疵而造成漏电流的问题。请参考第图1-图6，例示本专利技术形成金属硅化物方法的示意图。首先提供基材101。基材101可以为一半导体基材，例如硅。其次，在基材101上形成一栅极结构110。栅极结构110包含硅层111、栅极介电层112与间隙壁。栅极结构110的间隙壁可以为单一间隙壁或是复合间隙壁。栅极结构110的复合间隙 壁可以是情况需要在制作工艺中移除，或是成为永久结构的一部分。另外，如图1所示，在栅极结构110两侧形成一组源极120与漏极130。如果需要对栅极通道施加所需的应力，源极120与漏极130至少其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，包含：
提供一基材；
在该基材上形成一栅极结构，该栅极结构包含一硅层、一栅极介电层与
至少一间隙壁；
形成一组源极与漏极，其位于该基材中并邻近该栅极结构；
形成一层间介电层，其覆盖该栅极结构、该源极与该漏极；
选择性移除该层间介电层，以暴露该栅极结构：
在该层间介电层中形成多个接触洞，以暴露部分基材；以及
将接触洞暴露出的该部分基材反应成该金属硅化物。
2.如权利要求1所述的形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，其中在
形成该层间介电层前，移除至少一该间隙壁。
3.如权利要求1所述的形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，还包
含：
使用一接触金属填入多个该接触洞中，该接触金属直接接触该源极与漏
极；以及
进行一退火步骤，使得该接触金属与该基材反应形成该金属硅化物。
4.如权利要求1所述的形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，其中在
形成该层间介电层前，还包含：
形成一蚀刻停止层，其覆盖该栅极结构、该源极与该漏极，使得该多个
接触洞穿透该蚀刻停止层以暴露该源极与漏极。
5.如权利要求1所述的形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，其中使
用一化学机械抛光以选择性移除该层间介电层。
6.如权利要求1所述的形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，其中在
该多个接触洞中，分别形成一源极接触插塞与一漏极接触插塞，其位于该接
触洞的至少一者中并直接接触该金属硅化物。
7.如权利要求1所述的形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，其中该
源极以及该漏极至少其中一者包含一凹入式结构。
8.如权利要求3所述的形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，其中进
行该退火步骤，使得该接触金属与该栅极结构反应形成该金属硅化物。
9.如权利要求3所述的形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，其中在
该退火步骤后，使用化学机械抛光移除该接触金属。
10.如权利要求1所述的形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，其中
使用至少两种插塞材料以形成该源极接触插塞与该漏极接触插塞的至少一
者，该插塞材料选自一插塞金属与一阻障材料。
11.一种形成用于接触插塞的金属硅化物的方法，包含：
提供一栅极结构，该栅极结构位于一基材上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈意维，赖国智，何念葶，黄建中，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：