[发明专利]用于制造半导体器件的非氧化隔离衬致密化方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及半导体器件，并特别涉及金属氧化物半导体(“MOS”)器件。

背景技术

在半导体器件制造中常常采用导电多硅化物(polycide)赋予导电层加强的电导率。多硅化物是多晶硅与难熔金属硅化物层的结合，它比单独的多晶硅表现出较低的电阻率。可以使用各种难熔金属的硅化物形成多硅化物，这种难熔金属包括但不限于诸如钛，钨，钽，钼金属等。在一常见的例子中，先前已经实现多晶硅的硅化(例如形成多硅化物)，以降低栅电极及金属氧化物半导体场效应晶体管(“MOSFET”)器件中的互连金属化的电阻。

多硅化物可以若干不同的方法形成，例如包括通过向多晶硅层沉积难熔金属，然后在足够高的温度下煅烧以形成金属硅化物。另外，例如通过使用溅涂，低压化学气相淀积法(“LPCVD”)，蒸发法等可沉积金属硅化物。后者方法的一个例子中，U.S.Pat.No.5,946,599描述了硅化钨向掺杂多晶硅的LCPVD沉积法。

虽然对于导电多硅化物的制造已经研发了各种方法及其改进，但在多硅化物的制造中仍然存在问题。例如，现有的多硅化物制造技术一般存在的主要问题是，在金属硅化物层与多晶硅层之间缺乏附着力。这种缺乏附着力，或附着力缺失，可能的结果是难熔金属硅化物层与下面的多晶硅层的分离或剥离，转化为降低的成品率。

已经试图解决多硅化物层遇到的附着力问题，诸如在制造MOSFET器件期间遇到的问题。例如，U.S.Pat.No.5,089,432描述了以四乙氧基硅烷(“TEOS”)沉积二氧化硅电介质层的多硅化物层的封装，在隔离衬蚀刻期间该电介质层通过掩模被保护在多硅化物层之上，以改进附着力。另一例子中，U.S.Pat.No.5,946,566提出通过沉积具有波状或起伏表面的多晶硅，即半球颗粒(“HSG”)多晶硅或酸处理的多晶硅，改进金属硅化物与多晶硅层之间的附着力。与这些方法相关的缺陷包括增加的成本及工艺的复杂性。而且，多硅化物的封装要求对隔离衬致密化条件非常严格的控制，例如，要保持在炉管中特别控制的氧化环境，以便保持封装的整体性。

本发明的概述

这里所透露的是用于生产半导体器件的非氧化隔离衬致密化方法，半导体器件包括但不限于MOSFET器件，诸如具有非易失存储器性能的全集成互补金属氧化物半导体(“CMOS”)器件。所透露的方法最好在半导体制造期间实现，以便提供低成本而强健的工艺过程，用于形成在隔离衬氧化物致密化步骤期间受到很少或基本上没有附着力缺失的多硅化物。所透露的方法通过免除对附加的处理步骤的需要，诸如金属硅化物封装或多硅化物表面处理，还使得能够以比传统方法降低的工艺复杂性形成优良的多硅化物附着力特性。所透露的方法进而简化了隔离衬氧化物致密化步骤和工艺序列，这是由于在隔离衬致密化期间，在非易失存储器堆结构，非存储器控制栅堆结构及源极/漏极区上没有热氧化物生长，免除了该步骤期间对管理热氧化生长的需要。进而，所透露的非氧化方法可用来实现MOSFET隔离衬氧化物致密化，同时最小化了或基本上防止了由于致密化步骤期间暴露的硅表面氧化所致偏离点位氧化生长损失。

通过在MOSFET隔离衬致密化步骤采用非氧化类，所透露的方法，在没有对MOSFET晶体管性能的有害的作用之下，惊人地免除了对金属硅化物顶部封装层所添加的复杂性的需要，以及对传统的MOSFET制造方法的实践中采用的隔离衬致密化受控氧化条件的需要。本制造方法与已被接受的MOSFET隔离衬致密化方法相反，后者采用了氧化隔离衬，以便例如在沉积多晶硅金属电介质层之前，在隔离衬致密化期间，在源极和漏极区生长二氧化硅薄层。

于是，在一实施例中，所透露的方法可被实施，以便最小化或基本上消除不希望有的氧化产物(例如，钨基多硅化物层上的WxSiyOz)的生长，这种生长认为结果是多硅化物附着力的缺失，并在非氧化环境中实现MOSFET隔离衬致密化消除了对封装方法的需要，以防止多硅化物附着力缺失。进而，所透露的方法使得隔离衬蚀刻步骤基本上完全允许或与微加载效果无关，即在隔离衬蚀刻步骤期间多硅化物层的顶部被除去的防反射层的量的差。就此而言，所透露的方法可成功地在这样的条件下实施，即隔离衬氧化物蚀刻期间基本上没有除去防反射层到在隔离衬氧化物蚀刻期间完全除去防反射层(例如，只余留有少量单层防反射层)的范围。这一特性十分有利地降低了成本及隔离衬氧化物蚀刻步骤的复杂性。