[发明专利]半导体器件金属接触粘接层的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种半导体器件金属接触粘接层的制造方法。

背景技术

在半导体集成电路的制造技术中，通常需要在半导体器件基底上形成图形化的金属层以实现器件间的互连。在硅集成电路中，钨(W)由于其所具有的良好的填充能力以及良好的磨抛特性，而被广泛用作形成此互连金属层。生产实践中，为形成良好的互连效果及提高器件性能的可靠性，在钨与半导体器件基底间需形成一层粘接层，所述粘接层材料通常选为镍(Ni)。

当前，对半导体器件金属接触结构及形成方法的研究多集中在如何防止互连金属与互连基底间发生接合尖峰效应及改善半导体器件性能的可靠性方面，如：专利号为ZL97113819.2的中国专利和申请号为200510000400.3的中国专利申请中提供的金属接触结构与其制造方法均可防止互连金属与互连基底间发生接合尖峰效应并可改善半导体器件性能的可靠性。

在形成金属互连的传统方法中，通过在互连金属层形成之前预先沉积金属硅化物粘接层，以防止互连金属与互连基底间发生接合尖峰效应(JunctionSpiking)以及改善半导体器件性能的可靠性。

图1为说明现有技术中半导体器件金属接触结构制造方法的流程示意图，如图1所示，利用现有方法形成半导体器件金属接触结构的步骤包括：

首先，在半导体衬底上形成金属互连基底；

随后，湿清洗所述金属互连基底，以清除表面沾污和氧化物；

再后，干清洗所述金属互连基底，以进一步清除表面沾污和氧化物；

然后，在清洗后的金属互连基底上沉积粘接基层，此粘接基层用以通过后续工艺形成金属硅化物粘接层；

随后，在粘接基层上沉积阻挡层，作为后续工艺进行前的抗氧化阻挡层；

再后，进行第一退火过程，形成第一金属硅化物粘接层；

继而，去除粘接基层和阻挡层；

进而，进行第二退火过程，形成第二金属硅化物粘接层，即所需的金属硅化物粘接层；

最后，沉积互连金属层。

图2为说明现有技术中存在的接合尖峰效应缺陷示意图，如图2所示，其中，所述金属互连基底通过在所述半导体衬底10上形成器件区和非器件区，所述器件区之间通过浅沟槽隔离区11隔离；继而在所述器件区表面形成栅极结构及源区12和漏区13，所述栅极结构包含栅极22、环绕栅极的侧墙23以及覆盖所述栅极和侧墙的阻挡层24，所述栅极结构还包含栅氧化层21；进而在所述半导体衬底表面沉积金属前介质层30，所述金属前介质层覆盖所述栅极结构及源区和漏区并填满位于所述栅极结构间的线缝；最后，在所述源区和/或漏区表面形成通孔40后形成，所述通孔40贯穿所述金属前介质层。

实际生产发现，在沉积互连金属层之前在金属硅化物粘接层15和互连基底间仍然存在接合尖峰14效应，即金属硅化物的渗透宽度大于图形化的互连金属层与互连基底间接触区域的接合宽度，由于此金属硅化物同样具有良好的导电性，使得此接合尖峰会在器件内源区与漏区间的导电沟道内产生金属污染，此金属污染会使导电沟道内电子处于禁带中的状态，致使导电沟道内少数载流子发生越迁，最终导致器件漏电流过大。由此，如何防止金属硅化物粘接层和互连基底间接合尖峰效应的发生成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种半导体器件金属接触粘接层的制造方法，可抑制沉积互连金属层之前在金属硅化物阻挡层和互连基底间形成的接合尖峰效应。

本发明提供的一种半导体器件金属接触粘接层的制造方法，包括：

在半导体衬底上形成金属互连基底；

湿清洗所述金属互连基底；

在所述清洗后的金属互连基底上沉积粘接基层；

在所述粘接基层上沉积阻挡层；

进行第一退火过程，以形成第一金属硅化物粘接层；

去除所述粘接基层和阻挡层；

进行第二退火过程，以形成第二金属硅化物粘接层。