CN102427027A - 一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，首先对硅片进行清洁，通过湿式或干式刻蚀去除硅片衬底的氧化物；接着对硅片的表面进行预处理，将硅片送入至密闭的腔体中，通入含氟气体，利用吸附和扩散原理在硅片衬底表面附着气体中氟元素；然后在所述硅片表面添加一金属层，并对所述金属层进行高温热退火处理，形成接触硅衬底中有源区的自对准金属硅化物，再湿法刻蚀掉多余的金属阻挡层，之后再进行第二次高温热退火。使用本发明能够改善镍硅化物形成过程中镍扩散的无序性，可以抑止镍在初始阶段向硅的急速扩散，并固定已经渗入硅基材的镍。同时，可以降低NiSi/Si介面的粗糙度，从而降低NiSi的漏电流以及避免电阻升高。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体制造技术领域，尤其涉及一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法。
背景技术
目前MOS器件中的NiSi制作工艺流程通常如下：
SICONI清洁→Ni和保护层溅射→第一次高温退火→湿式选择性刻蚀→第二次高温退火。由于在退火形成NiSi的过程中，Ni是主要活动元素，退火时镍很容易钻入硅衬底深处形成缺陷，导致漏电流，而容易形成高电阻的NiSi2。
目前的改善NiSi热稳定性的方法如下：
1.增加硅表面的氟浓度：SICONI清洁工艺中有采用含氟的气体，但较低浓度的氟仍无法完全阻止镍过度扩散；采用离子注入的方式也可以在衬底中掺杂氟，但由于氟是硼注入的携带物，无法单独调节注入浓度。图1为现有的SICONI处理后硅化物中的氟浓度，请参见图1所示。
2.镍薄膜中添加铂，延缓了NiSi向NiSi2的转变，相变温度提高，但铂为贵重金属，生产成本高。
发明内容
本发明提供一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，用以解决镍退火时容易钻入硅衬底深处形成缺陷，导致漏电流，而容易形成高电阻的NiSi2的问题。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，包括硅片，其中，首先对所述硅片进行清洁去除所述硅片衬底的氧化物；接着，对所述硅片的表面进行预处理，将所述硅片送入至密闭的腔体中，通入含氟气体，利用吸附和扩散原理在所述硅片衬底表面附着高浓度的氟元素；然后，在所述硅片表面添加一金属层，并对所述金属层进行高温热退火处理，以形成接触硅衬底中有源区的自对准金属硅化物，再湿法刻蚀掉多余的金属阻挡层，之后再进行第二次高温热退火使得所述硅片形成镍硅化物。
本发明的一实施例中，通过SICONI对所述硅片进行清洁。
本发明的一实施例中，所述硅片表面通过含氟气体进行预处理可以一次也可以采用分多次进行处理。
本发明的一实施例中，所述硅片通过含氟气体预处理后，所述硅片表面200埃厚度以内的氟浓度在1E19~1E24原子数每立方厘米范围以内。
本发明的一实施例中，该含氟气体包括有WF6或者NF3。
本发明的一实施例中，对所述硅片进行镍溅射和保护层溅射。
本发明的一实施例中，高温退火可采用两次进行；第一次高温退火后，可以对所述镍硅化物进行湿式选择性刻蚀，形成Ni2Si；然后对该Ni2Si进行第二次高温退后，以形成NiSi。
本发明的一实施例中，氟元素吸附和扩散在所述硅片的栅极表面。
本发明的一实施例中，对所述金属层进行高温热退火处理，使其在所述硅片的栅极表面生成有与所述硅片的栅极接触的自对准金属硅化物。
本发明由于采用了上述技术，使之具有的积极效果是：
采用本工艺方法可有效提高硅片表面的氟浓度，从而能改善镍过度扩散的问题，降低了漏电流以及避免电阻升高。同时，工艺成本较低，而且可以整合在现有的工艺步骤中，如SICONI腔体中。
附图说明
图1为现有的SICONI处理后硅化物中的氟浓度。
图2为本发明工艺方法的硅化物中的氟浓度。
图3为通过离子注入提高氟浓度后改善NiSi的氟浓度的分析图。
图4为通过离子注入提高氟浓度后XRD分析图。
图5为本发明一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法的具体实施方式。
图5为本发明一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法的流程图，请参见图5所示。本发明的一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，包括有硅片。首先，第一步，对该硅片表面进行清洁，去除硅片表面留有的杂质。第二步，通过湿式刻蚀或者干式刻蚀去除硅片衬底的氧化物。第三部，将完成衬底表面氧化物的硅片进行下一步的预处理，将硅片放入至一密闭的腔体内，并且在该腔体内通入含氟气体，利用吸附和扩散的原理使得硅片衬底表面能够附着高浓度的氟元素，通过增加氟浓度能够改善NiSi的热稳定性。第四步，在硅片表面添加一金属层，并对该金属层进行高温热退火处理，以形成接触硅衬底中有源区的自对准金属硅化物，再湿法刻蚀掉多余的金属阻挡层，最后，再进行第二次高温热退火使得所述硅片形成镍硅化物。
本发明在上述基础还具有如下实施方式：
请继续参见图5所示。本发明的一实施例中，对硅片的清洁采用SICONI清洁，并且在SICONI清洁后再通过湿式或者干式刻蚀去除硅衬底的氧化物。
进一步的，将硅片放入密闭的腔体后，对硅片表面通入含氟气体进行预处理可以一次完成，也可以采用分多次进行处理。最终使得硅片表面200埃厚度以内的氟浓度在1E19~1E24原子数每立方厘米范围以内。其中，对硅片表面通入的含氟气体包括有WF6或者NF3。
进一步的，将完成通氟气后的硅片继续进行表面镍薄膜溅射和保护层薄膜溅射，以此进行将硅片高温退火。
进一步的，在密闭的腔体内，通入的含氟气体能够吸附和扩散在所述硅片的栅极表面。而且对金属层进行高温热退火处理后，硅片的栅极表面生成有与硅片的栅极接触的自对准金属硅化物。
更进一步的，对硅片进行的高温退火可以采用两次进行；在对硅片的第一次高温退火后，能够对硅片的镍硅化物进行湿式选择性刻蚀，形成Ni2Si；再对硅片的Ni2Si进行第二次高温退后，使得最终形成NiSi。
图2为本发明工艺方法的硅化物中的氟浓度，图3为通过离子注入提高氟浓度后改善NiSi的氟浓度的分析图，图4为通过离子注入提高氟浓度后XRD分析图。图2、图3和图4分别示出了采用本发明一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法后的实施效果图。
综上所述，使用本发明一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，能够改善镍硅化物形成过程中镍扩散的无序性，可以抑止镍在初始阶段向硅的急速扩散，并固定已经渗入硅基材的镍。同时，可以降低NiSi/Si介面的粗糙度，从而降低NiSi的漏电流以及避免电阻升高。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的方法和处理过程应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，包括硅片，其特征在于，首先对所述硅片进行清洁去除所述硅片衬底的氧化物；接着，对所述硅片的表面进行预处理，将所述硅片送入至密闭的腔体中，通入含氟气体，利用吸附和扩散原理在所述硅片衬底表面附着高浓度的氟元素；然后，在所述硅片表面添加一金属层，并对所述金属层进行高温热退火处理，以形成接触硅衬底中有源区的自对准金属硅化物，再湿法刻蚀掉多余的金属阻挡层，之后再进行第二次高温热退火使得所述硅片形成镍硅化物。
2.根据权利要求1所述改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，其特征在于，通过SICONI对所述硅片进行清洁。
3.根据权利要求1所述改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，其特征在于，所述硅片表面通过含氟气体进行预处理可以一次也可以采用分多次进行处理。
4.根据权利要求1所述改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，其特征在于，所述硅片通过含氟气体预处理后，所述硅片表面200埃厚度以内的氟浓度在1E19~1E24原子数每立方厘米范围以内。
5.根据权利要求1所述改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，其特征在于，该含氟气体包括有WF6或者NF3。
6.根据权利要求1所述改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，其特征在于，对所述硅片进行镍溅射和保护层溅射。
7.根据权利要求1所述改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，其特征在于，高温退火可采用两次进行；第一次高温退火后，可以对所述镍硅化物进行湿式选择性刻蚀，形成Ni2Si；然后对该Ni2Si进行第二次高温退后，以形成NiSi。
8.根据权利要求1所述改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，其特征在于，氟元素吸附和扩散在所述硅片的栅极表面。
9.根据权利要求1所述改善半导体自动对准镍硅化物热稳定性的工艺方法，其特征在于，对所述金属层进行高温热退火处理，使其在所述硅片的栅极表面生成有与所述硅片的栅极接触的自对准金属硅化物。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103199013A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-07-10 | 上海华力微电子有限公司 | 提高pmos栅氧负偏压温度不稳定性的方法 |
| CN105742157A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-06 | Asm Ip控股有限公司 | 氧化锗预清洁模块和方法 |
| CN106226672A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-12-14 | 北京工业大学 | GaN基HEMT器件的热可靠性评价方法 |
| US10373850B2 (en) | 2015-03-11 | 2019-08-06 | Asm Ip Holding B.V. | Pre-clean chamber and process with substrate tray for changing substrate temperature |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10150036A (ja) * | 1996-11-18 | 1998-06-02 | Fujitsu Ltd | 低誘電率絶縁膜の形成方法及びこの膜を用いた半導体装置 |
| US5968279A (en) * | 1997-06-13 | 1999-10-19 | Mattson Technology, Inc. | Method of cleaning wafer substrates |
| US20050202663A1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-15 | Masakatsu Tsuchiaki | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
| WO2007068393A1 (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-21 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Mos transistor with better short channel effect control and corresponding manufacturing method |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10150036A (ja) * | 1996-11-18 | 1998-06-02 | Fujitsu Ltd | 低誘電率絶縁膜の形成方法及びこの膜を用いた半導体装置 |
| US5968279A (en) * | 1997-06-13 | 1999-10-19 | Mattson Technology, Inc. | Method of cleaning wafer substrates |
| US20050202663A1 (en) * | 2004-03-11 | 2005-09-15 | Masakatsu Tsuchiaki | Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
| WO2007068393A1 (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-21 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Mos transistor with better short channel effect control and corresponding manufacturing method |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103199013A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-07-10 | 上海华力微电子有限公司 | 提高pmos栅氧负偏压温度不稳定性的方法 |
| CN103199013B (zh) * | 2013-03-14 | 2016-03-30 | 上海华力微电子有限公司 | 提高pmos栅氧负偏压温度不稳定性的方法 |
| CN105742157A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-06 | Asm Ip控股有限公司 | 氧化锗预清洁模块和方法 |
| CN105742157B (zh) * | 2014-12-30 | 2019-08-27 | Asm Ip控股有限公司 | 氧化锗预清洁模块和方法 |
| US10373850B2 (en) | 2015-03-11 | 2019-08-06 | Asm Ip Holding B.V. | Pre-clean chamber and process with substrate tray for changing substrate temperature |
| US11264255B2 (en) | 2015-03-11 | 2022-03-01 | Asm Ip Holding B.V. | Pre-clean chamber and process with substrate tray for changing substrate temperature |
| CN106226672A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-12-14 | 北京工业大学 | GaN基HEMT器件的热可靠性评价方法 |
| CN106226672B (zh) * | 2016-08-01 | 2019-05-03 | 北京工业大学 | GaN基HEMT器件的热可靠性评价方法 |
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