[发明专利]一种二氧化硅金属阻挡层的淀积方法

说明书

技术领域

本发明涉及CMOS半导体器件制造工艺，尤其涉及一种二氧化硅金属阻挡层的淀积方法。

背景技术

金属硅化物工艺是半导体制造业标准的工艺步骤。目前一般的工艺流程是在进行源漏区的高剂量注入后，采用先制备一层约50～150A的薄二氧化硅膜，进行高温热退火，再加一层较厚的氮化硅薄膜来实现。在进行高温热退火时，使前面有源区的注入离子得到激活和表层得以修复，然后再淀积较厚的氮化硅膜，再进行阻挡层的刻蚀，停在薄二氧化硅层，再用湿法刻蚀，这样才能达到侧向刻蚀量较小的目的，最后进行金属硅化物工艺。

这种工艺的不足之处由于二氧化硅薄膜致密度不够，覆盖能力较差，在进行高温热退火时，会有大量注入离子从硅衬底表面析出，特别是PMOS中注入的对提高器件的可靠性必不可少的高剂量的氟离子的析出，导致器件特性的漂移，严重的还会导致二氧化硅薄膜被析出离子顶起，形成鼓泡缺陷，甚至造成剥落。而如果把二氧化硅薄膜加厚，就会导致后续金属硅化物阻挡层湿法刻蚀中侧向刻蚀过多，造成金属硅化物侧钻过多；而如果把高温热退火移至氮化硅膜后进行，会导致硅表面温度不够，退火不够完全。

图1是现有技术金属硅化物工艺的流程示意图，如图1所示，现有技术中的金属硅化物工艺的步骤为，首先，进行N管源漏区的离子注入；然后，进行P管源漏区的离子注入，同时结合氟离子注入；进行金属硅化物阻挡层氧化物层的淀积；进行快速热退火（RTA）工艺，在该步骤中会发生氟的析出；进行金属硅化物阻挡层氮化硅的淀积。

中国专利（公开号：CN102543716A）公开了一种金属硅化物阻挡层的形成方法，包括以下步骤：提供一衬底，所述衬底内具有隔离结构，所述隔离结构两侧的衬底表面上分别有第一栅极结构和第二栅极结构，所述第一栅极结构两侧的衬底内具有请参杂源漏注入区；沉积富硅二氧化硅层；对第一栅极结构两侧进行离子注入，形成重掺杂源漏注入区；沉积硅烷层；涂敷光刻胶，光刻形成第一窗口，所述第一窗口内暴露出所述第一栅极结构区域；干法刻蚀去除第一窗口内的硅烷层；湿法刻蚀去除第一窗口内的富硅二氧化硅层；去除光刻胶。

中国专利（公开号：CN1190830C）公开了一种形成含金属硅化物的导线的方法，至少包括：提供表面为起伏不平的半导体结构所覆盖的底材；依序形成硅层与金属层在半导体结构上；形成覆盖层在金属层上；以及执行热处理程序，使得金属层与硅层反应而形成金属硅化物层，在此金属硅化物层的热稳定性较覆盖层的热稳定性差。再执行图案转移程序将金属硅化物层转变为数条含金属硅化物导线。

中国专利（公开号：CN102176414A）公开了一种金属硅化物的制备方法，该方法通过在硅基底上制备金属硅化物之前，先进行第一道加热工艺，从而可去除在对所述硅基底进行表面清洗过程中残留的水汽，防止靠近场氧化层隔离结构边缘的金属硅化物变薄，使得在小线宽的源漏区和栅极上可以形成低阻的金属硅化物。

随着半导体工艺中金属阻挡层技术和高温热退火技术的应用日益广泛，上述问题亟待解决。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种二氧化硅金属阻挡层的淀积方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

一种二氧化硅金属阻挡层的淀积方法，应用于一具有有源区的硅衬底，所述硅衬底的上表面设置有栅极结构，其中，包括如下步骤：

在所述硅衬底的有源区进行离子注入工艺；

沉积第一二氧化硅薄膜覆盖所述栅极结构及所述硅衬底暴露的上表面；

沉积第二二氧化硅薄膜覆盖于所述第一二氧化硅薄膜的上表面；

继续高温热退火工艺。

其中，沉积所述第一二氧化硅薄膜时的沉积速率小于沉积所述第二二氧化硅薄膜时的沉积速率。

所述的二氧化硅金属阻挡层的淀积方法，其中，还包括：

于所述高温热退火工艺后，制备一层氮化硅膜覆盖于所述第二二氧化硅薄膜的上表面；

采用光刻工艺对所述氮化硅膜进行选择性的暴露；

回蚀所述氮化硅膜至所述第二二氧化硅薄膜的上表面；

回蚀所述第二二氧化硅薄膜至所述第一二氧化硅薄膜的上表面；

回蚀所述第一二氧化硅薄膜至所述栅极结构顶部表面和所述硅衬底的上表面；

制备金属硅化物覆盖暴露的所述硅衬底表面和暴露的所述栅极结构顶部表面。

所述的二氧化硅金属阻挡层的淀积方法，其中，制备所述氮化硅膜的厚度为

所述的二氧化硅金属阻挡层的淀积方法，其中，淀积所述第一二氧化硅薄膜的厚度为