CN103094088B - 改善rf ldmos栅极金属硅化物形成的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善RF？LDMOS栅极金属硅化物形成的工艺方法，包括：1)在栅极形成之后，在晶圆表面沉积一层氧化膜，然后再涂一层有机抗反射层；2)进行有机抗反射层和氧化膜回刻，并控制有机抗反射层的刻蚀时间，使栅极上的有机抗反射层和氧化膜刻蚀干净；3)进行栅极回刻，使栅极的高度低于侧墙的高度；4)去除有机抗反射层；5)形成金属硅化物。本发明能在栅极表面形成比较均匀的金属硅化物，因而能改善后续接触孔连接的阻值的稳定性，为提高器件的性能奠定基础。

Description

改善RF LDMOS栅极金属硅化物形成的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种半导体领域中的栅极金属硅化物形成的方法，特别是涉及一种改善RFLDMOS(射频横向扩散金属氧化物半导体)栅极金属硅化物形成的工艺方法。
背景技术
对于RF LDMOS器件，由于只需要在栅极表面形成比较厚的钛金属硅化物，所以采用特殊的工艺流程来形成栅极金属硅化物，具体工艺流程(详见图1)为：
步骤一(如图1-A所示)，在栅极形成之后，在晶圆表面沉积一层氧化膜，然后再涂一层有机抗反射层，利用栅极、硅基底的高度差和有机抗反射层的涂布的特性，使得在栅极上的有机抗反射层非常薄，而硅基底表面的有机抗反射层则比较厚；
步骤二(如图1-B所示)，进行有机抗反射层和氧化膜回刻，控制有机抗反射层的刻蚀时间，使得栅极上的有机抗反射层和氧化膜刻蚀干净，而硅基底表面由于有机抗反射层比较厚，而使得硅基底表面残留有机抗反射层和氧化膜；
步骤三(如图1-C所示)，有机抗反射层去除；
步骤四(如图1-D所示)，金属硅化物形成，由于只有栅极表面的氧化膜被去除干净，所以只会在栅极表面形成金属硅化物。
但上述的工艺流程第二步，由于要彻底去除干净栅极表面的氧化膜，所以会增加一定的过刻蚀时间，这样造成的结果就是侧墙就会有一定的损失，这样栅极顶部侧边也没有氧化膜的保护，在后续形成金属硅化物的时候，栅极顶部侧边就会形成的特别快，这样就会使的最终形成的金属硅化物非常的不平整(见图2)，而且在栅极的边上金属硅化物比较厚，中间比较薄，从而会影响后续接触孔连接的阻值的稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改善RF LDMOS栅极金属硅化物形成的工艺方法，通过该方法可在栅极表面形成比较均匀的金属硅化物。
为解决上述技术问题，本发明的改善RF LDMOS栅极金属硅化物形成的工艺方法，包括：
(1)在栅极形成之后，在晶圆表面沉积一层氧化膜，然后再涂一层有机抗反射层；
(2)进行有机抗反射层和氧化膜回刻，并控制有机抗反射层的刻蚀时间，使栅极上的有机抗反射层和氧化膜刻蚀干净；
(3)进行栅极回刻，使栅极的高度低于侧墙的高度；
(4)去除有机抗反射层；
(5)形成金属硅化物。
所述步骤(1)中，先在炉管沉积多晶硅，然后在光刻机台进行涂胶，曝光，显影，最后在刻蚀机台进行多晶硅刻蚀，形成栅极；其中，栅极为大于3000 Å的多晶栅；使用化学气相沉积的方式沉积氧化膜，该氧化膜为没有任何掺杂的纯氧化膜，氧化膜的厚度为100～5000埃米；有机抗反射层仅限于可以采用涂布方式形成于晶片表面的类型，有机抗反射层的厚度为：500～5000埃米。
所述步骤(2)中，使用15sccm流量四氟甲烷(CF4)和15sccm流量氧气(O2)混合气体的等离子体回刻有机抗反射层和氧化膜；有机抗反射层的刻蚀时间为5～50秒，氧化膜的刻蚀时间为5～100秒。
所述步骤(3)中，栅极回刻的方法，采用多晶硅/氧化膜刻蚀选择比大于100的工艺；栅极回刻的损失为氧化膜厚度的30％～100％。
所述步骤(4)中，通过在光刻胶灰化机台采用氧气等离子体，去除有机抗反射层。
所述步骤(5)中，将金属钛溅射到晶片表面，采用钛与硅在600～1050℃下，反应形成500～1500埃米的钛金属硅化物。
本发明中，由于只有栅极表面的氧化膜被去除干净，并且栅极高度低于侧墙高度，因此，在栅极表面形成的金属硅化物会比较均匀，因而能改善后续接触孔连接的阻值的稳定性，为提高器件的性能奠定基础。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是现行金属硅化物形成的工艺流程图，其中，A为步骤一，B为步骤二，C为步骤三，D为步骤四；
图2是现行工艺下，金属硅化物形成后的横截面图；
图3是本发明的金属硅化物形成的工艺流程图，其中，A为步骤一，B为步骤二，C为步骤三，D为步骤四，E步骤五；
图中附图标记说明如下：
1为硅基底 2为栅氧 3为氧化膜
4为多晶硅栅极 5为有机抗反射层 6为钛金属硅化物
具体实施方式
本发明的改善RF LDMOS栅极金属硅化物形成的工艺方法，其流程图如图3所示，包括：
(1)先在炉管沉积多晶硅，然后在光刻机台进行涂胶，曝光，显影，最后在刻蚀机台进行多晶硅刻蚀，形成栅极，栅极为大于3000 Å的多晶栅；
在栅极形成之后，使用化学气相沉积的方式在晶圆表面沉积一层没有任何掺杂的纯氧化膜，氧化膜的厚度为100～5000埃米；
然后，再涂一层500～5000埃米的有机抗反射层(如图3-A所示)，该有机抗反射层的类型是一种可采用涂布方式形成于晶片表面的有机抗反射层；利用栅极、硅基底的高度差和有机抗反射层的涂布的特性，使得在栅极上的有机抗反射层非常薄，而硅基底表面的有机抗反射层则比较厚；本步骤可按现有工艺进行操作(如图1-A所示)；
(2)使用15sccm流量四氟甲烷和15sccm流量氧气混合气体的等离子体，进行有机抗反射层和氧化膜回刻(如图3-B所示)，控制有机抗反射层的刻蚀时间为5～50秒，氧化膜的刻蚀时间为5～100秒，使得栅极上的有机抗反射层和氧化膜刻蚀干净，而硅基底表面由于有机抗反射层比较厚，而使得硅基底表面残留有机抗反射层和氧化膜；本步骤可按现有工艺进行操作(如图1-B所示)；
(3)采用多晶硅/氧化膜刻蚀选择比大于100的工艺，比如采用150sccm流量的溴化氢、100sccm氦气、2sccm氧气混合气体的等离子体，进行栅极回刻，使栅极的高度低于侧墙的高度(如图3-C所示)；
其中，栅极回刻的损失为氧化膜厚度的30％～100％；
(4)通过在光刻胶灰化机台，采用氧气等离子体，进行有机抗反射层的去除(如图3-D所示)；
(5)将金属钛溅射到晶片表面，采用钛与硅在600～1050℃下反应，形成500～1500埃米的钛金属硅化物(如图3-E所示)，由于只有栅极表面的氧化膜被去除干净，并且栅极高度低于侧墙高度，所以在栅极表面形成金属硅化物会比较均匀。
按照上述步骤操作，可有效改善RF LDMOS栅极金属硅化物的形态，即形成比较平整、均匀的金属硅化物，提高RF LDMOS的性能。

Claims (10)

1.一种改善RF LDMOS栅极金属硅化物形成的工艺方法，其特征在于，包括：
(1)在多晶硅刻蚀形成栅极之后，在晶圆表面沉积一层氧化膜，然后再涂一层有机抗反射层；所述氧化膜覆盖在所述栅极的顶部表面和侧面以及所述栅极外部的硅基底表面；所述有机抗反射层形成于所述氧化膜表面，涂布后的所述有机抗反射层位于所述栅极顶部的厚度低于位于所述栅极外部的硅基底上的厚度；
(2)进行有机抗反射层和氧化膜回刻，并控制有机抗反射层的刻蚀时间，使栅极上的有机抗反射层和氧化膜刻蚀干净；所述有机抗反射层的回刻要求使所述栅极底部的所述氧化膜表面露出以及同时使位于所述栅极外部的硅基底表面的所述氧化膜依然被所述有机抗反射层覆盖；所述氧化膜刻蚀后，由位于所述栅极侧面的的所述氧化膜组成侧墙；为了使所述栅极顶部的所述氧化膜刻蚀干净，所述氧化膜的回刻会使所述氧化膜产生过刻蚀从而使所述侧墙的高度低于所述栅极的高度；
(3)进行栅极回刻，使栅极的高度低于侧墙的高度；
(4)去除有机抗反射层；
(5)形成金属硅化物，利用所述栅极表面的氧化膜被去除干净以及所述栅极高度低于所述侧墙高度的特征，在栅极表面形成厚度均匀的所述金属硅化物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，先在炉管沉积多晶硅，然后在光刻机台进行涂胶，曝光，显影，最后在刻蚀机台进行多晶硅刻蚀，形成栅极；其中，栅极为厚度大于3000 Å的多晶栅。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，使用化学气相沉积的方式沉积氧化膜；
氧化膜为没有任何掺杂的纯氧化膜；氧化膜的厚度为100～5000埃米。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，有机抗反射层是能采用涂布方式形成于晶片表面的有机抗反射层，该有机抗反射层的厚度为：500～5000埃米。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，使用15sccm流量的四氟甲烷和15sccm流量的氧气混合气体的等离子体，回刻有机抗反射层和氧化膜。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，有机抗反射层的刻蚀时间为5～50秒，氧化膜的刻蚀时间为5～100秒。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，栅极回刻的方法，采用多晶硅/氧化膜刻蚀选择比大于100的工艺。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，栅极回刻的损失为氧化 膜厚度的30％～100％。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，通过在光刻胶灰化机台，采用氧气等离子体，去除有机抗反射层。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，将金属钛溅射到晶片表面，采用钛与硅在600～1050℃下，反应形成500～1500埃米的钛金属硅化物。
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CN1440070A (zh) * 2002-02-22 2003-09-03 华邦电子股份有限公司 结合自我对准接触制程以及自我对准硅化物制程的方法

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