降低cmos圖像傳感器的無金屬硅化物區(qū)域接觸電阻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種降低CMOS圖像傳感器的無金屬硅化物區(qū)域接觸電阻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在55nm傳統(tǒng)半導(dǎo)體制程中，生長W栓前通常使用TiN作為W的阻擋黏附層，Ti作為Ni金屬硅化物與TiN之間的連接層。Ti金屬與下層的Ni金屬硅化物有很好的黏附性，并且金屬Ti能吸引周圍的氧原子，形成的氧化物T1x也為導(dǎo)電金屬，能夠降低源漏柵區(qū)的導(dǎo)通電阻和接觸電阻。但是，在CMOS圖像傳感器(CIS)平臺上，連接層Ti下面連接的既可能是金屬硅化物區(qū)域的Ni金屬硅化物，也可能是無金屬硅化物區(qū)域的硅。隨著線寬越來越小，考慮到下層器件對溫度敏感，目前半導(dǎo)體后段制程使用的溫度越來越低，所以無金屬硅化物區(qū)域的Ti與硅層反應(yīng)微弱，只有少量的Ti金屬硅化物生成，薄膜電阻和接觸電阻較大，造成無金屬硅化物區(qū)域的整體接觸電阻偏高，甚至有個別點阻值極高，因而引起產(chǎn)品良率的損失。
[0003]金屬硅化物廣泛應(yīng)用于源漏極和硅柵極與金屬之間的接觸。該工藝減小了源/漏電極和柵電極的薄膜電阻，降低了接觸電阻，并縮短了與柵相關(guān)的時間延遲。Ti金屬硅化物是目前集成電路主要使用的硅化物之一，具有阻值小、膜質(zhì)均勻、熱穩(wěn)定好等性能，但形成溫度比較高，需要800到900°C，在55nm后段制程中考慮到下層器件對溫度敏感，高溫會對下層器件造成損傷，工藝溫度通常低于500°C。無金屬硅化物區(qū)域中金屬有機化學(xué)氣相淀積(MOCVD)TiN膜是通過TiN沉積和等離子體處理循環(huán)步驟生長的，等離子體的作用是減少氮化鈦薄膜中C、H含量，減小方塊電阻和增加氮化鈦薄膜密度。除此之外，在等離子體處理工藝中，轟擊還會產(chǎn)生高熱量作用在硅片較淺的表面，不會對下層器件性能造成損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠降低CMOS圖像傳感器的無金屬硅化物區(qū)域接觸電阻的方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種降低CMOS圖像傳感器的無金屬硅化物區(qū)域接觸電阻的方法，其特征在于包括:
[0006]第一步驟:進行硅片預(yù)熱；
[0007]第二步驟:在無金屬硅化物區(qū)域執(zhí)行氮化鈦沉積以便在硅片表面形成氮化鈦薄膜；
[0008]第三步驟:在第一工藝條件下利用等離子體轟擊氮化鈦薄膜；
[0009]第四步驟:在第二工藝條件下利用等離子體轟擊氮化鈦薄膜；
[0010]第五步驟:執(zhí)行廢氣排除。
[0011 ]優(yōu)選地，在第二步驟中，利用金屬有機化學(xué)氣相淀積執(zhí)行氮化鈦沉積。
[0012]優(yōu)選地，在第二步驟中，使得四-二甲氨基鈦在硅片表面分解形成氮化鈦和雜質(zhì)。
[0013]優(yōu)選地，第三步驟中采用的等離子體是H2等離子體和/或他等離子體。
[0014]優(yōu)選地，在第一步驟中將硅片加熱至預(yù)定工藝溫度。
[0015]優(yōu)選地，在執(zhí)行了第一步驟之后而且在執(zhí)行第四步驟之前，多次執(zhí)行第二步驟和第三步驟。
[0016]優(yōu)選地，第四步驟中采用的等離子體是H2等離子體和/或他等離子體。
[0017]優(yōu)選地，在第四步驟中，第二工藝條件包括:介于400Co500tC之間的工藝溫度以及介于30co60s之間的處理時間。
[0018]優(yōu)選地，在第四步驟中，第二工藝條件包括下述三種情況之一:
[0019]工藝溫度為400°C，處理時間為30s;
[0020]工藝溫度為450Γ，處理時間為45s;
[0021]工藝溫度為500 °C，處理處理時間為60s。
[0022]由此，本發(fā)明提供了一種通過在無金屬硅化物區(qū)域利用金屬有機化學(xué)氣相淀積進行TiN沉積和H2/N2等離子體轟擊循環(huán)之后加入一步H2/N2等離子體轟擊以產(chǎn)生高熱量的工藝方法，促進Ti薄膜與無金屬硅化物區(qū)域的硅發(fā)生反應(yīng)，生成更多的Ti金屬硅化物，從而在無金屬硅化物區(qū)域得到比傳統(tǒng)工藝更低的薄膜電阻和接觸電阻，改善該區(qū)域電阻穩(wěn)定性，提尚廣品良率。
【附圖說明】
[0023]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中:
[0024]圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的工藝步驟。
[0025]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的降低CMOS圖像傳感器的無金屬硅化物區(qū)域接觸電阻的方法的流程圖。
[0026]需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。
[0028]本發(fā)明提供了一種通過在無金屬硅化物區(qū)域利用金屬有機化學(xué)氣相淀積進行TiN沉積和H2/N2等離子體轟擊循環(huán)之后加入一步出/犯等離子體轟擊以產(chǎn)生高熱量的工藝方法，促進Ti薄膜與無金屬硅化物區(qū)域的硅發(fā)生反應(yīng)，生成更多的Ti金屬硅化物，從而在無金屬硅化物區(qū)域得到比傳統(tǒng)工藝更低的薄膜電阻和接觸電阻，改善該區(qū)域電阻穩(wěn)定性，提高廣品良率。
[0029]為了更好地說明本發(fā)明，先參考圖1來描述現(xiàn)有技術(shù)的工藝步驟?，F(xiàn)有技術(shù)的工藝步驟包括:先執(zhí)行硅片加熱(即硅片預(yù)熱，加熱硅片至設(shè)定的工藝溫度)；隨后執(zhí)行TiN沉積(即氮化鈦沉積，其中四-二甲氨基鈦(TDMAT)在硅片表面分解形成氮化鈦和其他雜質(zhì))；此后，執(zhí)行H2/N2等離子體處理(H2/N2等離子體轟擊TiN薄膜，去除里面C，H等雜質(zhì)來增加密度和降低電阻率)；最后執(zhí)行廢氣排除。其中，TiN沉積和H2/N2等離子體處理的步驟可以循環(huán)多次。
[0030]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施