[发明专利]形成硅化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路领域制造硅化物的方法。

背景技术

难熔金属与硅在一起发生反应，熔合时形成金属硅化物(silicide)。如果难熔金属和多晶硅反应，那么它被称为多晶硅化物(polycide)。金属硅化物和多晶硅化物统称为硅化物。硅化物是一种具有热稳定性的金属化合物，并且具有低的电阻率。常见的用于形成硅化物的难熔金属包括钴(Co)、钼(Mo)、铂(Pt)、钽(Ta)、钛(Ti)、钨(W)、镍(Ni)等。

硅化物工艺用于源漏区和栅极时，通常用于获得低电阻；用于接触孔电极(例如钨塞)时，通常用于取得良好的欧姆接触以及低电阻。在硅化物形成过程中，需要消耗相应区域的硅或多晶硅。形成的硅化物越厚，硅或多晶硅的消耗量越大，但相应区域的方块电阻也就越小。

目前在同一硅片上、尤其是同一芯片中，各区域所形成的硅化物的厚度是一致的。以MOS晶体管为例，多晶硅栅极需要很低的多晶栅电阻，例如低于2欧姆/方块，这就需要在多晶硅栅极的上方形成厚度将近的多晶硅化物。而源极、漏极也会形成有相应厚度的金属硅化物，这会造成源漏区中的硅消耗太多，并导致器件源漏区的漏电。事实上源漏区的金属硅化物并不需要这么大的厚度，如果能在多晶硅栅极上形成较厚的多晶硅化物，同时在源漏区形成较薄的金属硅化物，就能满足两方面的要求。

再如，在集成有高压和低压两种器件的硅片中，高压器件可以采用比低压器件更深的源漏结，这样就可以在高压器件的源漏区形成相对厚的金属硅化物，得到更低的方块电阻，而不引起额外的漏电。因此在硅片上不同区域形成不同厚度的硅化物有着实际的需要。

目前在同一硅片上形成不同厚度的硅化物的方法是，在硅片上需要不同厚度的硅化物的区域分多次淀积金属并高温退火，每次在硅片的某一个或多个区域形成一种厚度的硅化物。但这样会造成制造时间长、工艺成本高的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种形成硅化物的方法，该方法可以在同一硅片上一次性地形成不同厚度的硅化物。

为解决上述技术问题，本发明形成硅化物的方法包括如下步骤：

第1步，在硅片上淀积一层介质层；

第2步，采用光刻和刻蚀工艺在所述介质层将需要形成硅化物的区域暴露出来；

当需要形成硅化物的区域低于所述介质层时，在所述介质层上刻蚀出开口，每个开口底部为需要形成硅化物的区域；

当需要形成硅化物的区域高于所述介质层时，刻蚀所述介质层以使需要形成硅化物的区域的上表面凸出于所述介质层之上；

第3步，淀积金属并进行高温退火，从而在介质层的每个开口中和凸出部位上形成硅化物；

第4步，去除未形成硅化物的金属。

进一步地，所述方法第2步所形成的开口的宽高比越大，则所述方法第3步在该开口中形成的硅化物就越厚。所述方法第2步所形成的开口的宽高比越小，则所述方法第3步在该开口中形成的硅化物就越薄。

进一步地，所述方法第2步所形成的最大宽高比的开口的宽高比是最小宽高比的开口的宽高比两倍以上。

本发明形成硅化物的方法，主要利用金属淀积对不同宽高比的开口(通孔或沟槽)在底部有不同厚度的原理，在这些不同宽高比的开口底部形成不同厚度的硅化物。同时对于特定金属如钛、钴等，当其在小于特定宽度如的开口底部形成硅化物时，硅化物的厚度明显更薄，这进一步增加了硅化物厚度的可调整性。

附图说明

图1a～图1f是本发明的第一实施例的各步骤示意图；

图2a～图2d是本发明的第二实施例的各步骤示意图；

图3a～图3f是本发明的第三实施例的各步骤示意图；

图4是应用了本发明所述方法的射频LDMOS器件的示意图。

图中附图标记说明：

1为衬底；2为介质层；3为光刻胶；4为金属层；5为硅化物；6为栅氧化层；7为多晶硅栅极；8为BARC层；9为金属电极。

具体实施方式

图1a～图1f展示了本发明的第一实施例。

第1步，请参阅图1a，在半导体衬底(通常为硅衬底)1上淀积一层介质2，介质2例如为氧化硅，厚度为0.5～1μm。