[发明专利]形成多晶硅电阻的方法及半导体器件

说明书

本申请公开了一种形成多晶硅电阻的方法及半导体器件。其中，该方法包括：在半导体基体上形成多晶硅层；在多晶硅层的表面上形成含硅介质薄膜，以使硅原子扩散至多晶硅层中并形成多晶硅电阻。该方法可以通过调节形成含硅介质薄膜的工艺参数，从而精确控制所形成多晶硅电阻的电阻率。同时，该方法仅通过形成含硅介质薄膜的这一步骤即可形成多晶硅电阻，因此该方法能够快速的调整所有多晶硅电阻的电阻率，且简便需要易行，可应用于所有需要用到多晶硅电阻的生产工艺中。

技术领域

本申请涉及半导体集成电路的技术领域，具体而言，涉及一种形成多晶硅电阻的方法及半导体器件。

背景技术

在半导体器件的制造工艺中，多晶硅广泛应用于MOS器件的栅极或互连线等方面。同时，多晶硅也会被用做高阻值电阻，即所谓多晶硅电阻。多晶硅电阻由轻掺杂多晶硅制成，且其电阻值可以通过轻掺杂的浓度进行调节。因此，多晶硅电阻具有电阻值宽且范围可调，以及面积小等优点，逐渐成为集成电路中最有潜力的电阻元件。

目前，形成多晶硅电阻的方法通常包括以下步骤：首先，在半导体基体上形成多晶硅层11′，进而形成如图1所示的基体结构；然后，对多晶硅层11′进行离子注入以形成多晶硅电阻13′，进而形成如图2所示的基体结构。其中，注入离子可以为N型离子、P型离子或其他离子。在后续制程中还要形成覆盖部分多晶硅电阻13′的金属硅化物阻挡层20′，并在未被金属硅化物阻挡层20′覆盖的多晶硅电阻13′中形成金属硅化物30′，然后在金属硅化物30′上形成接触金属层40′(其结构如图3所示)，以使得多晶硅电阻13′通过金属硅化物30′和接触金属层40′与其他器件电连接。

上述形成多晶硅电阻13′的方法中，由于离子注入的工艺参数难以精确控制，使得难以精确控制所形成多晶硅电阻13′的电阻率。同时，该方法需要对多晶硅层11′进行多次离子注入以形成多晶硅电阻13′，因此该方法比较繁杂，不便于快速的调整所有多晶硅电阻13′的电阻率。针对上述问题，目前还没有有效的解决方法。

发明内容

本申请旨在提供一种形成多晶硅电阻的方法及半导体器件，以精确控制所形成多晶硅电阻的电阻率，并快速的调整所有多晶硅电阻的电阻率。

为了实现上述目的，本申请提供了一种形成多晶硅电阻的方法，该方法包括：在半导体基体上形成多晶硅层；在多晶硅层的表面上形成含硅介质薄膜，以使硅原子扩散至多晶硅层中并形成多晶硅电阻。

进一步地，在形成含硅介质薄膜和多晶硅电阻的步骤中，通入包含硅前驱体的反应气体以沉积形成含硅介质薄膜，并且使得硅前驱体中的硅原子扩散至多晶硅层中。

进一步地，在形成含硅介质薄膜和多晶硅电阻的步骤中，硅前驱体中的硅原子扩散至部分多晶硅层中。

进一步地，含硅介质薄膜为富氧硅，反应气体包括硅前驱体和一氧化二氮；含硅介质薄膜为二氧化硅，反应气体包括硅前驱体和氧气；含硅介质薄膜为氮化硅，反应气体包括硅前驱体和氮气。

进一步地，含硅介质薄膜为富氧硅，反应气体中硅前驱体和一氧化二氮的体积比为1：5～10；含硅介质薄膜为二氧化硅，反应气体中硅前驱体和氧气的体积比为2～6；含硅介质薄膜为氮化硅，反应气体中硅前驱体和氮气的体积比为1：10～20。

进一步地，在形成含硅介质薄膜和多晶硅电阻的步骤中，反应气体的总流量为3000～5000sccm，沉积温度为400～600℃，沉积时间为10～60s。

进一步地，形成含硅介质薄膜和多晶硅电阻的步骤中，扩散至多晶硅层中的硅原子的浓度为1E+6～1E+8atoms/cm3，以形成电阻率为800～1200Ω·cm的多晶硅电阻。

进一步地，硅前驱体为硅烷、二甲基硅烷或四乙氧基硅烷。

进一步地，含硅介质薄膜构成金属硅化物阻挡层。