專利名稱：提高硅化物熱穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高硅化物熱穩(wěn)定性的方法，特別是在半導(dǎo)體元件中提高硅化物熱穩(wěn)定性的方法。
近來，由于電子設(shè)備的廣泛使用，對(duì)集成電路的需求迅速地增長(zhǎng)。特別是，許多電子設(shè)備的使用增加。例如，在本世紀(jì)與即將來臨的二十一世紀(jì)，多種多樣的電腦對(duì)大型或超大半導(dǎo)體元件的需求逐漸增加。所以，改良集成電路制造過程的先進(jìn)制造技術(shù)，要比以往的需求來的急。
在現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，如

圖1A，先提供一半導(dǎo)體底材11。然后，在一個(gè)閘氧化層12上形成一個(gè)多晶硅閘極14。此處，一個(gè)間隙壁13與多晶硅閘極14的側(cè)壁鄰接。
接著，仍如圖1A，氮離子植入多晶硅閘極14的頂端表面與半導(dǎo)體底材11的頂端表面。其主要理由是，在氮離子植入時(shí)，是為保護(hù)硅化物區(qū)域的熱穩(wěn)定性，以及提高硅化物區(qū)域的熱穩(wěn)定性。
如圖1B圖，硅化物區(qū)域15形成于多晶硅閘極14的頂端表面上與半導(dǎo)體底材11的頂端表面上。
然而，根據(jù)以上的現(xiàn)有技術(shù)，不幸地，特別是在圖1A中，離子植入氮離子時(shí)，容易增加接合遺漏(Junction Leakage)。這會(huì)嚴(yán)重影響且會(huì)降低多種多樣半導(dǎo)體元件的性能。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的直接進(jìn)行離子植入的諸多缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一個(gè)利用、藉以形成之的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)以上所述之目的，本發(fā)明提供了一種提高硅化物熱穩(wěn)定性的方法。首先，提供一個(gè)半導(dǎo)體底材，該半導(dǎo)體底材上具有形成于一第一閘氧化層如氧化硅層上的第一多晶硅閘極，而且在一個(gè)第二閘氧化層上形成一個(gè)第二多晶硅閘極。此處，一個(gè)第一間隙壁，如氮化硅與一個(gè)第一多晶硅閘極的一個(gè)第一側(cè)壁鄰接，而且一個(gè)第二間隙壁與一個(gè)第二多晶硅閘極的一個(gè)第二側(cè)壁鄰接。以上的結(jié)構(gòu)是由傳統(tǒng)已知的半導(dǎo)體制造程序制成。
再由傳統(tǒng)的常壓化學(xué)沉積法平坦與均勻地在第一多晶硅閘極與第二多晶硅閘極的一頂端表面上，和第一間隙壁與第二間隙璧的一頂端表面上，和半導(dǎo)體底材的一頂端表面上，形成一內(nèi)介電層。
用傳統(tǒng)蝕刻法回蝕刻部分內(nèi)介電層，直到曝出第一多晶硅閘極與第二多晶硅閘極的頂端表面和部分第一間隙壁與部分第二間隙壁的頂端表面為止。
在第一多晶硅閘極與第二多晶硅閘極的頂端表面和第一間隙壁與第二間隙壁的一曝出部分，用離子植入法植入氮離子。
用傳統(tǒng)微影制造工藝在第一多晶硅閘極的頂端表面上與第一間隙壁的曝出部分與內(nèi)介電層的一個(gè)第一半部分上形成一個(gè)光阻。
用傳統(tǒng)蝕刻法蝕刻內(nèi)介電層的一個(gè)第二半部分。內(nèi)介電層的該第二半部分未被光阻遮蓋，直到曝出半導(dǎo)體底材的頂端表面為止，且半導(dǎo)體底材的頂端表面如同一未遮蓋的半導(dǎo)體底材。
使用傳統(tǒng)電漿乾蝕刻法除去光阻。以及最后，用傳統(tǒng)的化學(xué)沉積法在第一閘極與第二閘極的頂端表面上與未遮蓋的半導(dǎo)體底材上形成一硅化物區(qū)域，如硅化鈦區(qū)域。
為讓本發(fā)明的上述說明與其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更能明顯易懂，下面列出較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖1(a)--圖1(b)為現(xiàn)有技術(shù)的制造流程；以及圖2A至圖2G為本發(fā)明實(shí)施例的剖面圖。
以下是本發(fā)明的描述。本發(fā)明的描述先結(jié)合一個(gè)示范結(jié)構(gòu)做為參考。然后描述一些變動(dòng)和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。隨后討論制造的較佳方法。
另外，雖然本發(fā)明用數(shù)個(gè)實(shí)施例來說明薄介電層，但這些描述不會(huì)限制本發(fā)明的范圍或應(yīng)用。而且，雖然這些例子使用薄介電層，應(yīng)該明白的是主要的部分可能以相關(guān)的部分取代。因此，本發(fā)明的半導(dǎo)體元件不會(huì)限制結(jié)構(gòu)的說明。這些元件包括證明本發(fā)明和呈現(xiàn)的較佳實(shí)施例的實(shí)用性和應(yīng)用性。且即使本發(fā)明是由舉例的方式以及舉出一個(gè)較佳實(shí)施例來進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不限定于所舉出的實(shí)施例。此外，凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神而完成的等效改變或修飾，均包含在本發(fā)明之申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。為了包含所有這些修飾與類似結(jié)構(gòu)，應(yīng)以最廣泛的定義來解釋本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明的目的與精神，可以由下列實(shí)施例與相對(duì)應(yīng)的附圖進(jìn)行解釋與了解。所以，由圖2A至圖2G，說明了一種提高硅化物熱穩(wěn)定性的方法，它包含了下列步驟
首先，如圖2A圖所示，提供一個(gè)半導(dǎo)體底材21，該半導(dǎo)體底材21上具有形成于一個(gè)第一閘氧化層如氧化硅層22A上的第一多晶硅閘極24A，而且在一個(gè)第二閘氧化層22B上形成一個(gè)第二多晶硅閘極24B。此處，一個(gè)第一間隙壁如氮化硅23A與一個(gè)第一多晶硅閘極24A的一第一側(cè)壁鄰接，而且一個(gè)第二間隙壁23B鄰接于一第二多晶硅閘極24B的一第二側(cè)壁。以上的結(jié)構(gòu)是由傳統(tǒng)已知的半導(dǎo)體制造程序制成。
仍如圖2A所示，用傳統(tǒng)的常壓化學(xué)沉積法(APCVD)在第一多晶硅閘極24A與第二多晶硅閘極24B的一頂端表面上，和第一間隙壁23A與第二間隙壁23B的一頂端表面上，和半導(dǎo)體底材21的一頂端表面上，平坦與均勻地形成一內(nèi)介電層25，如硼磷硅玻璃層(BPSG)。
如圖2B所示，用傳統(tǒng)蝕刻法回蝕刻部分內(nèi)介電層25，直到曝出第一多晶硅閘極24A與第二多晶硅閘極24B的頂端表面和部分的第一間隙壁23A與部分的第二間隙壁23B的頂端表面為止。
如圖2C所示，在第一多晶硅閘極24A與第二多晶硅閘極24B的頂端表面和第一間隙壁23A與第二間隙壁23B的一個(gè)曝出部分，用離子植入法植入氮離子。
如圖2D所示，用傳統(tǒng)微影制造工藝在第一多晶硅閘極24A的頂端表面上與第一間隙壁23A的曝出部分與內(nèi)介電層的一個(gè)第一半部分25A上形成一個(gè)光阻60。
如圖2E所示，用傳統(tǒng)蝕刻法蝕刻內(nèi)介電層的一個(gè)第二半部分25B。內(nèi)介電層的該第二半部分25B未被光阻60遮蓋，直到曝出半導(dǎo)體底材21的頂端表面為止，且半導(dǎo)體底材21的頂端表面如同一未遮蓋的半導(dǎo)體底材21。
如圖2F所示，使用傳統(tǒng)電漿乾蝕刻法除去光阻60。
以及最后，如圖2G所示，用傳統(tǒng)的化學(xué)沉積法(CVD)在第一閘極24A與第二閘極24B的頂端表面上與未遮蓋的半導(dǎo)體底材21上形成一個(gè)硅化物區(qū)域26，如硅化鈦(TiSi2)區(qū)域。
根據(jù)以上的發(fā)明實(shí)施例，離子植入氮離子后所形成的區(qū)域，能很容易地降低接合遺漏(Junction Leakage)，并且會(huì)明顯地增加多種多樣的半導(dǎo)體元件的性能。
所以，綜上所述，本發(fā)明的較佳實(shí)施例可簡(jiǎn)述如下首先提供一半導(dǎo)體底材，而半導(dǎo)體底材上具有在一個(gè)第一閘氧化層如氧化硅層上形成的第一多晶硅閘極；并且在一個(gè)第二閘氧化層上形成一個(gè)第二多晶硅閘極。此處，一個(gè)第一間隙壁，如氮化硅與一個(gè)第一多晶硅閘極的一個(gè)第一側(cè)壁鄰接，而且一個(gè)第二間隙壁與一個(gè)第二多晶硅閘極的一個(gè)第二側(cè)壁鄰接。以上的結(jié)構(gòu)是由傳統(tǒng)的已知的半導(dǎo)體制造程序制成。
再由傳統(tǒng)的常壓化學(xué)沉積法在第一多晶硅閘極與第二多晶硅閘極的一頂端表面上，和第一間隙壁與第二間隙壁的一頂端表面上，和半導(dǎo)體底材的一頂端表面上，平坦與均勻地形成一個(gè)內(nèi)介電層。
由傳統(tǒng)蝕刻法回蝕刻部分內(nèi)介電層，直到曝出第一多晶硅閘極與第二多晶硅閘極的頂端表面和部分的第一間隙壁與部分的第二間隙壁的頂端表面為止。
在第一多晶硅閘極與第二多晶硅閘極的頂端表面和第一間隙壁與第二間隙壁的一曝出部分由離子植入法植入氮離子。
在第一多晶硅閘極的頂端表面上與第一間隙壁的曝出部分與內(nèi)介電層的一個(gè)第一半部分上，用傳統(tǒng)微影制程形成一個(gè)光阻。
用傳統(tǒng)的蝕刻法蝕刻內(nèi)介電層的一個(gè)第二半部分。內(nèi)介電層的該第二半部分未被光阻遮蓋，直到曝出半導(dǎo)體底材的頂端表面為止，且半導(dǎo)體底材的頂端表面如同一未遮蓋的半導(dǎo)體底材。
使用傳統(tǒng)電漿乾蝕刻法除去光阻。
以及最后，用傳統(tǒng)的化學(xué)沉積法在第一閘極與第二閘極的頂端表面上與未遮蓋的半導(dǎo)體底材上形成一個(gè)硅化物區(qū)域，如硅化鈦區(qū)域。
以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神而完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述之申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高硅化物熱穩(wěn)定性的方法，它至少包含提供一個(gè)半導(dǎo)體底材，該半導(dǎo)體底材上具有一個(gè)金氧半導(dǎo)體元件；全面與共形地在一個(gè)第一閘極與一個(gè)第二閘極的一頂端表面上和一個(gè)第一間隙壁與一個(gè)第二間隙壁的一頂端表面上和該半導(dǎo)體底材的一頂端表面上，形成一個(gè)內(nèi)介電層；回蝕刻部分的內(nèi)介電層，直到曝出所述第一閘極與第二閘極的所述頂端表面和部分的第一間隙壁與部分的第二間隙壁的所述頂端表面為止；在所述第一閘極與第二閘極的頂端表面和所述第一間隙壁與第二間隙壁的一個(gè)曝出部分上，離子植入特定離子；蝕刻所述內(nèi)介電層的一部分，所述內(nèi)介電層的該部分未被一光阻遮蓋，直到曝出該半導(dǎo)體底材的該頂端表面為止；以及在所述第一閘極與第二閘極的所述頂端表面上與所述未遮蓋的半導(dǎo)體底材上形成一個(gè)硅化物區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的金氧半導(dǎo)體元件至少包含在所述半導(dǎo)體底材上，在一個(gè)第一閘氧化層上形成的第一閘極和在一個(gè)第二閘氧化層上形成的第二閘極，其中所述第一間隙壁鄰接于第一閘極的一個(gè)第一側(cè)壁，所述第二間隙壁鄰接于第二閘極的一個(gè)第二側(cè)壁。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一閘極與所述第二閘極至少包含多晶硅。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一閘氧化層與所述第二閘氧化層至少包含氧化硅。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一間隙壁與所述第二間隙壁至少包含氮化硅。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述內(nèi)介電層至少包含硼磷硅玻璃層。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的離子植入的特定離子至少包含氮離子。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的離子植入的氮離子的參數(shù)至少包含1E14到1E16 1/cm3。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的硅化物區(qū)域至少包含硅化鈦區(qū)域。
10.一種提高硅化物熱穩(wěn)定性的方法，至少包含提供一個(gè)半導(dǎo)體底材，該半導(dǎo)體底材上具有形成于一個(gè)第一閘氧化層上的第一多晶硅閘極和形成于一個(gè)第二閘氧化層上的一個(gè)第二多晶硅閘極，其中一個(gè)第一間隙壁鄰接于一個(gè)第一多晶硅閘極的一個(gè)第一側(cè)壁，一個(gè)第二間隙壁鄰接于一個(gè)第二多晶硅閘極的一個(gè)第二側(cè)壁；在所述第一多晶硅閘極與所述第二多晶硅閘極的一頂端表面上和該第一間隙壁與該第二間隙壁的一頂端表面上和該半導(dǎo)體底材的一頂端表面上，平坦與均勻地形成一個(gè)內(nèi)介電層；回蝕刻所述部分的內(nèi)介電層，直到曝出所述第一多晶硅閘極與第二多晶硅閘極的所述頂端表面和所述部分的第一間隙壁與部分的第二間隙壁的頂端表面為止；在所述第一多晶硅閘極與第二多晶硅閘極的所述頂端表面和第一間隙壁與第二間隙壁的一個(gè)曝出部分上，離子植入氮離子；在所述第一多晶硅閘極的所述頂端表面上與所述第一間隙壁的曝出部分與內(nèi)介電層的一個(gè)第一半部分上形成一個(gè)光阻；蝕刻所述內(nèi)介電層的一個(gè)第二半部分，所述內(nèi)介電層的第二半部分未被該光阻遮蓋，直到曝出該半導(dǎo)體底材的該頂端表面為止；除去光阻；以及在所述第一閘極與第二閘極的所述頂端表面上與未遮蓋的半導(dǎo)體底材上形成一個(gè)硅化物區(qū)域。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一閘極與第二閘極至少包含多晶硅。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一間隙壁與第二間隙壁至少包含氮化硅。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述內(nèi)介電層至少包含硼磷硅玻璃層。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述離子植入的氮離子的參數(shù)至少包含1E14到1E16 1/cm3。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述硅化物區(qū)域至少包含硅化鈦區(qū)域。
全文摘要
一種提高硅化物熱穩(wěn)定性的方法。它首先提供一半導(dǎo)體底材;在第一與第二多晶硅閘極的一頂端表面、第一與第二間隙壁的一頂端表面和半導(dǎo)體底材的一頂端表面上平坦而均勻地形成內(nèi)介電層;回蝕刻部分內(nèi)介電層,以離子植入法植入氮離子。在第一多晶硅閘極頂端表面與第一間隙壁的曝出部分與內(nèi)介電層的一個(gè)第一半部分上形成光阻;蝕刻內(nèi)介電層的一個(gè)第二半部分除去光阻;在第一與第二閘極的頂端表面與未遮蓋的半導(dǎo)體底材上形成硅化物區(qū)域。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1353449SQ00132348
公開日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2000年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月3日
發(fā)明者廖緯武, 曾令旭, 鄭志祥 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司