发明名称 于一积体元件上形成矽化物区的方法
摘要 本发明方法可以用来形成积体MISFET装置的矽化物接触点。形成场绝缘层以使矽基板一部份电绝缘,并在其中形成闸极、源极及汲极区域。与积体装置电气连接的多晶矽跑道系形成于绝缘层上。结构受到离子的植入以使矽闸极、源极、汲极及跑道区域部分非晶化。将金属层形成与为与非晶化区域接触,且覆盖积体装置之活性区域的金层层利用一光罩进行选择性照光。光使部份的闸极及非晶化源极及汲极区域熔融,然而积体装置及基板的其余部分保持其固体状态。金属扩散进入熔融闸极、源极及汲极区域,该等区域因此转化成各别的矽化物合金区域。较佳地,在选择性的照光期间,一部份的闸极区域没有受到光的照射,以致于其相当地冷而且作用如一散热器为将热从闸极区域之经照光部分取出的。散热器效应造成闸极矽化速度更紧密对应相当低源极及及极矽化速度。该方法进一步包括毯式照光步骤以使金层扩散进入跑道区域,形成矽化物合金区域,然后经过处理以形成矽化物区域。
申请公布号 TW475253 申请公布日期 2002.02.01
申请号 TW088116201 申请日期 1999.10.15
申请人 乌翠泰克–史太珀股份有限公司 发明人 索密特.泰沃;加洛夫.维玛;卡尔–乔瑟夫.克拉梅;柯特.威勒
分类号 H01L27/04 主分类号 H01L27/04
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北巿南京东路三段二四八号七楼
主权项 2.如申请专利范围第1项之方法,其进一步包括步骤:e)处理合金区域以将合金区域转化成低电阻矽化物区域。3.如申请专利范围第2项之方法,其该步骤(e)系由快速热退火法进行。4.如申请专利范围第2项之方法,其进一步包括下列步骤:f)将绝缘体层及传导层制出图样以形成接触至少一矽化物区域的导线。5.如申请专利范围第1项之方法,其该步骤(a)包括将离子植入矽基体的源极及汲极区域和闸极及跑道区域内,以形成各别非晶区域的次步骤。6.如申请专利范围第5项之方法,其中该离子包括至少一矽、氩、砷及锗。7.如申请专利范围第5项之方法,其中该离子系以2-100千电子伏特(keV)的能量植入。8.如申请专利范围第5项之方法,其中植入的次步骤系以每平方公分1013-1015个原子的剂量进行。9.如申请专利范围第5项之方法,其进一步包括下列步骤:e)选择至少一离子物种、离子能量及离子剂量以形成非晶区至一预定深度,该植入次步骤系以该步骤(e)为基础。10.如申请专利范围第1项之方法,其进一步包括下列步骤:e)在该步骤(a)进行后及该步骤(b)进行前将氧化层从矽基体上洗掉。11.如申请专利范围第10项之方法,其中该步骤(e)包括一将矽基体浸入酸槽的次步骤。12.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(b)包括将金属溅镀在非晶区域上以形成金属层的次步骤。13.如申请专利范围第12项之方法,其中该金属包括钛、钴及镍其中至少一种。14.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(b)包括将金属蒸镀在非晶区域上以形成金属层的次步骤。15.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(b)包括藉由化学蒸汽沈积法在非晶区域上形成金属层的次步骤。16.如申请专利范围第1项之方法,其中金属层形成的厚度至少等于该预定深度,该非晶区域形成在矽基体中之该深度,除此该深度系以矽对金属的消耗比。17.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(c)所用的光积分通量大于该步骤(d)里所用的光积分通量。18.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(c)所用的积分通量为每平方公分0.1-1.0焦耳。19.如申请专利范围第18项之方法,其中该步骤(d)所用的积分通量为每平方公分0.1-0.35焦耳。20.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(d)所用的积分通量为每平方公分0.1-0.35焦耳。21.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(c)的选择性照光系以大到足以使源极、汲极非晶区域熔融和部分闸极区域熔融,但不足以使基板及金属层熔融,以致于金属原子从金属层扩散进入闸极、源极及汲极的熔融区域内。22.如申请专利范围第1项之方法,其中进行该步骤(c)选择性照光所用的光,具有足以消耗掉覆盖闸极区域的金属层以使闸极区域暴露出,但是充分受到限制以致于闸极区域相对金属层增加的反射率,在闸极区域一暴露出时反射充分的光,以避免在覆盖金属层一消耗掉时所存在超出矽化物界线外的闸极区域实质熔融。23.如申请专利范围第1项之方法,其中闸极区域的未照光部分延伸出在该步骤(c)里受到选择性照光的基板面积外,使得未照光部分相当冷并将热从闸极区域的已照光部分引出。24.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(d)的选择性照光,系利用足以使跑道区域部分熔融,但不足以使基板及金属层熔融之积分通量的光进行,使得金属原子从金属层扩散进入跑道。25.如申请专利范围第1项之方法,其中进行该步骤(d)照光所用的光,具有足够的积分通量以消耗掉覆盖跑道区域的金属层以使跑道区域暴露出,但是充分受到限制以致于跑道合金区域相对金属层之增加的反射率,在跑道合金区域一暴露出时消耗掉覆盖金属层后,反射充分的光,以防跑道区域进一步熔融。26.如申请专利范围第1项之方法。其中该步骤(c)及(d)的照光系利用雷射光进行。27.如申请专利范围第1项之方法,其中该步骤(c)及(d)中每个的光积分通量为每平方公分0.1-1.0焦耳。28.如申请专利范围第1项之方法,其金属层在该步骤(c)及(d)受到光一系列射出方式照射。29.如申请专利范围第1项之方法,其中矽基板在进行该步骤(c)及(d)期间位于包括氩、氦及氮其中至少一者的周围介质中。30.如申请专利范围第1项之方法,其中闸极合金区域比源极及汲极合金区域厚。31.一种形成矽化物区域以供低电阻电气连通于形成在矽基板上之积体装置的方法,其包括下列步骤:a)在矽基板上形成场绝缘层;b)在矽基板上形成闸极绝缘体层;c)在场绝缘层上形成至少一矽跑道区域;d)在闸极绝缘层上形成矽闸极区域;e)将相邻于闸极区域之矽基板的至少数个区域掺质,以在矽基板上形成源极及汲极区域;f)在闸极区域,跑道及矽基板上形成第二绝缘体层;g)蚀刻第二绝缘体层以形成与闸极区域及跑道各别侧边接触的侧壁;h)在闸极、源极、汲极及跑道区域里产生非晶区域;i)形成与非晶区域接触的金属层;j)使覆盖闸极、源极及汲极非晶区域受到光选择性照射,以将闸极、源极及汲极非晶区域转化成矽化物组成物的各别合金区域;k)使金属层受到地毯式照射,以将跑道区域部分转化成各别矽化物合金区域;l)去除金属层的未消耗部分;及m)处理合金区域以形成矽化物区域。32.如申请专利范围第31项之方法,其进一步包括下列步骤:n)在矽基板上形成第三绝缘体层;o)将第三绝缘体层制出图样,以选择性地将闸极、源极、汲极及跑道区域露出;及p)在接触闸极、源极、汲极及跑道区域的第三绝缘体层上形成导线。33.如申请专利范围第31项之方法,其中试步骤(h)包括植入离子的次步骤,以形成非晶区域。34.如申请专利范围第31项之方法,其中该步骤(i)包括将金属层溅镀在非晶区域上的步骤。35.如申请专利范围第31项之方法,其中金属层在步骤(i)里形成,其厚度为大约足以至少在闸极、源极及汲极的非晶化区域内产生化学计量合金区域。36.如申请专利范围第31项之方法,其中该步骤(j)及(k)中用来照射基板的光为雷射光。37.如申请专利范围第31项之方法,其中与闸极耦合的跑道部分,在该步骤(j)中没有受到光照射,使得跑道将光吸收所产生的热从闸极区域引出。38.如申请专利范围第31项之方法,其中该步骤(j)里用来照射基板的光积分通量足以使闸极、源极及汲极的非晶区域熔融,但是不足以使金属或矽基体熔融,使得金属扩散进入闸极、源极及汲极非晶区域,形成矽化物组成物的各别合金区域,该步骤(j)持续进行,至少直到覆盖非晶区域的金属消耗掉而暴露出闸极合金区域,该步骤(j)里所用的光积分通量不足以使合金区域在闸极合金区域一露出时由于闸极合金区域相对于金属层的增加反射率而熔融。39.如申请专利范围第31项之方法,其中该步骤(k)里用来照射基板的光积分通量足以使跑道区域熔融,但是不足以使金属层或矽基体熔融,使得金属原子由金属层扩散进入跑道区域,形成矽化物组成物的各别合金区域,该步骤(k)里所用得光积分通量,不足以使跑道合金区域在跑道合金区域一露出时,由于跑道合金区域相对于金属层的增加反射率而熔融。40.一种形成矽化物区域以供低电阻电气连通于形成在矽基板上之积体装置的方法,其包括下列步骤:a)在矽基体上产生积体装置的闸极、源极及汲极和至少一与积体装置耦合跑道;b)使闸极、源极及汲极和跑道的数个区域非晶化;c)形成与非晶化区域接触的金属层;d)使闸极,非晶化源极及汲极区域受到能量密量足以使非晶区域熔融,但是不足以使金属层或矽基体及源极及汲极区域之非晶化部分熔融的光选择性照射,使得金属扩散进入闸极,及非晶化源极及汲极区域,形成矽化物组成物之各别合金区域;及e)使跑道区域受到积分通量足以使跑道区域部分熔融,但不足以使闸极、源极及汲极区域、金属层、矽基板熔融的地毯式照射。41.如申请专利范围第40项之方法,其中该照射步骤(d)持续进行,以致于闸极合金区域相对于金属层增加的反射率以避免闸极区域进一步熔融。42.如申请专利范围第41项之方法,其中该选择性照光步骤(d)再覆盖闸极区域的金属层消耗掉后持续进行,以造成金属再次从金属层扩散进入源极及汲极区域内。43.如申请专利范围第40项之方法,其中闸极区域延伸到该步骤(d)以选择性照光的面积底下,以致于在进行该步骤(d)期间闸极区域相当的冷,未经照光部分将热从闸极区域的已照光部分引出。44.如申请专利范围第40项之方法,其进一步包括下列步骤:f)将未消耗掉的金属从矽基体上去除;及g)处理合金区域以将合金区域转化成低电阻矽化物区域。45.如申请专利范围第44项之方法,其中该步骤(g)包括使合金区域快速热退火以产生低电阻系数矽化物区域的次步骤。46.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(b)包括将离子植入矽基板以产生非晶化区域的次步骤。47.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(c)包括将金属溅镀在非晶化区域上的次步骤。48.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(c)包括将金属层溅镀在非晶区域上的次步骤。49.如申请专利范围第40项之方法,其中步骤(c)包括利用化学蒸汽沈积法形成与非晶化区域接触的金属层的次步骤。50.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(d)包括使金属层受到积分通量每平方公分0.1-1.0焦耳的雷射光照射的次步骤。51.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(d)系利用一系列射出方式之雷射光进行照射。52.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(d)里以10到100毫微秒3到10次进行照射。53.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(e)包括使金属层受到积分通量每平方公分0.1-1.0焦耳的雷射光照射的次步骤。54.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(e)系利用一系列射出方式之雷射光进行照射。55.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(e)里以10到100毫微秒3到10次进行照射。56.如申请专利范围第40项之方法,其中该步骤(d)所用的光积分通量大于该步骤(e)所用者。57.如申请专利范围第56项之方法,其中该步骤(d)所用的光积分通量为每平方公分0.1-0.5焦耳,而且其中该步骤(e)所用的光积分通量为每平方公分0.1-0.35焦耳。58.如申请专利范围第40项之方法,其进一步包括下列步骤:f)校准在该步骤(d)里用来选择性照射闸极、源极及汲极非晶区域的光罩。59.如申请专利范围第40项之方法,其中闸极及跑道合金区域比源极、汲极及合金区域厚。图式简单说明:第1A图到第1L图系为矽基板的剖面图,其显示本发明方法用在供基体MISFET装置之闸极,源极及汲极用的接触点的自行对齐矽化作用;第2图系为MISFET装置的上视图;第3图系为闸极矽化物电阻系数对选定积分通量之线宽度的图式。
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