[发明专利]连接件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种连接件的制造方法。

背景技术

随着集成电路向超大规模集成电路发展，集成电路内部的电路密度越来越大，所包含的元件数量也越来越多。在半导体集成电路中，金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)晶体管是其中最为重要的元件之一，随着半导体集成电路的进一步发展，半导体元件的尺寸也随之减小，MOS晶体管的工艺也有许多的改进。

现有的MOS晶体管工艺是在半导体衬底上形成栅极结构，在栅极结构相对两侧的衬底中形成轻掺杂漏极结构(Lightly Doped Drain，LDD)，接着在栅极结构侧壁形成侧墙，并以包括侧墙的栅极结构为掩膜，进行离子注入步骤，在半导体衬底中形成源区和漏区。

现有的半导体工艺会在源区、漏区以及多晶硅栅极上形成接触孔，在接触孔内填充金属形成连接件。然而，连接件与多晶硅栅极、源区、漏区的多晶硅或单晶硅之间导通性能并不理想，接触电阻比较高，为了改善连接件与源区、漏区以及多晶硅栅极的接触电阻，通常会在衬底上源区、漏区以及多晶硅栅极的表面形成金属硅化物(Silicide)，例如硅化镍(NiSi)，以降低连接件与源区、漏区以及多晶硅栅极的接触电阻。

现有技术中形成包括金属硅化物的晶体管的制造方法包括以下工艺步骤：

半导体衬底上形成包括栅极和侧墙的栅极结构、源区以及漏区；

在所述栅极结构、源区和漏区上覆盖金属硅化物阻挡层；

在待形成连接件的区域中，去除金属硅化物阻挡层；

在形成连接件的区域中沉积金属层，通过退火处理使所述金属层与所在区域中的硅反应，形成金属硅化物。

然而，现有技术的制造方法中存在诸多问题，例如在去除金属硅化物阻挡层时通常采用酸溶液进行湿法刻蚀，但是酸溶液会腐蚀侧墙、硅等，会使金属硅化物具有较差的轮廓。此外，在退火过程中，掺杂离子(例如硼离子)容易扩散到金属硅化物的阻挡层中。这些问题会影响器件的电学性能，使器件的良率较低。

在专利号为US6861369的美国专利中公开了一种包括金属硅化物的晶体管的制造方法，但是没有解决上述问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种制造良率较高的连接件的制造方法。为解决上述问题，一种连接件的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底上形成有多个待连接器件；对所述衬底进行硅离子注入；形成保形覆盖所述待连接器件的停止层；在所述停止层上覆盖绝缘层；图形化所述绝缘层，在所述绝缘层中、位于待连接器件的上方形成开口；向所述开口中沉积第一金属材料，通过退火工艺使第一金属材料转换成为金属硅化物；向所述开口中的金属硅化物上沉积第二金属材料。

所述硅离子注入的步骤中，离子注入的深度在的范围内。

向所述开口中沉积第一金属材料之后，在所述第一金属材料上形成保护层。

所述退火工艺包括第一次退火处理和第二次退火处理，所述第二次退火的温度大于第一次退火的温度。

通过光刻和蚀刻法对所述绝缘层进行图形化处理，形成位于绝缘层中的开口，直至所述开口露出停止层。

所述保护层的材料为钛或氮化钛。

在形成开口之后、向开口中填充金属材料之前，对所述开口进行预清洗步骤去除停止层。

在预清洗步骤后、向开口中填充金属材料之前，通过去水汽步骤去除开口中的水分。

所述退火工艺采用尖峰退火技术或快速退火方式。

在第一次退火处理和第二次退火处理之间，还包括选择性蚀刻的步骤，用于去除未反应的第一金属材料。

所述第一金属材料为镍，第一次退火的温度小于400℃，退火时间为20～50s；第二次退火的温度在400～500℃的范围内，退火时间为20～50s。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过硅离子注入方式使硅衬底和位于硅衬底上待连接器件的表面形成无定形硅，所述无定形硅可以在退火过程中限定金属硅化物的形貌，避免第一金属材料向硅表面的扩散，避免了连接件电学性能的降低，提高了制造良率。

附图说明

图1是本发明连接件制造方法一实施例的流程示意图；

图2至图7是本发明连接件制造方法形成的连接件一实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。