[发明专利]解决氮化硅和镍硅化物界面剥落问题的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种解决氮化硅和镍硅化物界面剥落问题的工艺方法。

背景技术

集成电路尤其是超大规模集成电路中的主要器件是金属-氧化物-半导体场效应晶体管（metal oxide semiconductor field effect transistor，简称MOS晶体管）。伴随着摩尔定律，集成电路特征尺寸一直在不断缩小，随着器件尺寸的不断缩小，对器件的速度要求也越来越高。而为了提高器件速度，应变硅技术开始引入，其中一种方法是在沟道上引入高应力，从而增加载流子的迁移率，进而增加器件速度。

高应力的引入比较常用的方法是在源漏接触形成以后，用等离子体增强技术沉积一层高应力的氮化硅薄膜，通过应力传导，增加沟道的载流子迁移率。该方法尤其被广泛地用于90纳米以下先进工艺中。

但是，随着器件尺寸的缩小，两个器件栅极之间的空间越来越窄；栅极之间的空间的变窄使得高应力更容易作用在源漏接触的底部往上拉伸。这样将导致源漏接触和高应力氮化硅薄膜接触界面承担很大的拉力。如果接触界面的黏附力不够好，就会发生界面处出现的剥落（peeling），由此对后续的器件的可靠性造成很大的破坏性。

因此，找到一个能够提高源漏接触和高应力氮化硅薄膜黏附力从而解决剥落的方法就很重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够提高源漏接触和高应力氮化硅薄膜黏附力从而解决剥落的方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种解决氮化硅和镍硅化物界面剥落问题的工艺方法，包括：

第一步骤：在光刻胶上定义出MOS结构的栅极、源漏，在硅片上形成MOS结构的栅极和源漏；

第二步骤：通过离子注入工艺对源漏进行离子注入；

第三步骤：通过物理气相沉积，在源漏接触和多晶硅栅极界面沉积镍铂合金，进而形成镍硅化物，形成源漏接触和栅极接触；

第四步骤：通过等离子体处理对镍硅化物进行表面处理；

第五步骤：对镍硅化物接触的表面处理完成后紧接着通过等离子体化学气相沉积形成氮化硅薄膜。

优选地，氮化硅薄膜的应力在-4Gpa到2Gpa之间。

优选地，氮化硅薄膜与源漏区的镍硅化物直接接触，不引入其它中间缓冲层。

优选地，第四步骤的具体操作包括如下步骤：

将形成镍硅化物的晶片传输到PECVD工艺腔中；

样品传导到工艺腔后加热预定时间,随后开始流入N₂和/或NH₃气体，同时开启射频；

停止气体流入，并开启抽真空阀将PECVD工艺腔抽真空。

优选地，PECVD工艺腔的温度为200摄氏度到480摄氏度之间的某一个恒定温度。

优选地，N₂和/或NH₃气体的气体流量在1000sccm到10000sccm之间。

优选地，射频频率为13.56Mhz,功率为60W到600W。

优选地，射频的开启时间为10-60S。

优选地，提供射频的设备的支撑硅片的基底的温度在200—480度之间。

优选地，第五步骤的具体操作包括如下步骤：

向真空的PECVD工艺腔流入SiH₄和NH₃气体，随后开启射频，开始高应力氮化硅薄膜的等离子体化学汽相淀积；

关闭SiH₄和NH₃气体以停止气体流入，特定时间之后关闭射频，开启抽真空阀将PECVD工艺腔抽真空，完成高应力氮化硅薄膜的生长。

在本发明中，通过在镍硅化物形成之后，高应力氮化硅薄膜生长之前，引入一步等离子表面处理技术使得镍硅化物表面富含氮化物。这层富含氮化物的表面的引入解决了镍硅化物和高应力氮化硅之间剥落的问题

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的解决氮化硅和镍硅化物界面剥落问题的工艺方法的流程图。

图2至图4示意性地示出了根据本发明选实施例的解决氮化硅和镍硅化物界面剥落问题的工艺方法的各个步骤的接触通孔处结构示意图。