专利名称：微小线宽金属硅化物及其利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种金属硅化物，且特别是涉及一种微小线宽金属硅化物及其利记博彩app。
背景技术：
在半导体技术中，金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor；MOS)晶体管(transistor)是由闸极(gate)、源极(source)与汲极(drain)等三个电极所构成，其中MOS便是构成闸极结构的主体。早期的MOS是由金属层(metal layer)、二氧化硅(SiO2)与含硅基底(silicon-basedsubstrate)等三层材质所组成的。但是，由于大多数金属对于二氧化硅的附着能力(adhesion)很差，所以对于二氧化硅具有较佳附着能力的多晶硅(polysilicon)便被提出以取代金属层。然而，使用多晶硅却有电阻值太高的问题存在。即使多晶硅经过掺杂，其电阻值还是太高，并不适合用来取代MOS的金属层。于是，熟悉本领域的技术人员便提出一解决方法，也就是于多晶硅的表面再多加一层厚度与多晶硅层相当的金属硅化物(metalsalicide)，利用导电性较佳的金属硅化物与多晶硅共同组成导电层。
随着半导体组件的集积度不断增加，各组件的线宽必需随之缩小，目前闸极层的线宽已经由0.13、0.10微米降至0.07微米甚至0.05微米以下。
然而，闸极层的线宽小于0.1微米以下(0.07微米、0.05微米)的金属硅化物却有聚附(agglomeration)的问题发生，因而导致其阻值的增加，甚至导致断线。
发明内容
有鉴于此，本发明主要目的在于解决上述问题，提供一种微小线宽金属硅化物及其利记博彩app，其可适用于线宽小于0.1微米的闸极层的制程，可避免金属硅化物聚附的现象发生。
本发明解决问题的主要技术特征在于使多晶硅延伸至其两侧的间隔物上方，如此一来，虽然两间隔物之间的多晶硅线宽很微小，但是高于间隔物的多晶硅部分向间隔物的表面延伸覆盖后，便具有足够的线宽，以致在形成金属硅化物后仍不会有聚附的现象发生。
为达到上述目的，本发明提出了一种微小线宽金属硅化物的利记博彩app，该方法的步骤主要包括提供一基底；在基底表面形成一间隔层；图案化所述间隔层，以于间隔层中形成一开口，同时去除上述开口两侧以外的间隔层；于整个基底表面全面性形成一硅层(多晶硅层)，不仅填满上述开口内部且覆盖于上述开口两侧的间隔层表面；图案化上述硅层，仅留下位于上述开口内以及上述开口与其两侧间隔层上方的硅层；顺应性于整个基底形成一金属层；以及实施一热处理程序，使上述图案化硅层高于上述间隔层的部分与上述金属层发生反应，形成一金属硅化物。
在本发明的利记博彩app中，通过去除开口两侧以外的间隔层，而使得由横截面观看的间隔层于开口两侧形成两柱状间隔物，其中所述开口宽度根据制程优选小于0.1微米，而开口与其两侧的间隔层宽度的总和应不小于0.1微米。并且，上述图案化硅层高于间隔层的部分的宽度也应不小于0.1微米。
根据本发明的具体实施方案，图案化硅层高于间隔层的部分的厚度约为200-500，以便高于间隔层的图案化多晶硅于后续热处理程序时可与金属层反应，完全转变成金属硅化物。另外，间隔层的厚度约为400-600。
本发明中，所述间隔层的材质可包括氮化物，例如Si3N4。所述金属层可包括钛(Ti)、钴(Co)或镍(Ni)。
在具体实施时，本发明的方法中还可进一步包括形成一衬垫氧化层于所述多晶硅层与基底之间。并且，在形成金属硅化物之后还可进一步包括去除未参与反应的金属层。
本发明的方法中所述热处理优选为快速加热制程(rapid thermalprocess；RTP)。
在提供上述方法的同时，本发明还提供了一种微小线宽金属硅化物，其包括一基底；二柱状间隔物，设置于基底表面；一多晶硅层，设置于上述柱状间隔物表面且填满两柱状间隔物的间隔区域；以及一金属硅化物层，设置于多晶硅层表面。
综上所述，本发明提供的微小线宽金属硅化物及其利记博彩app，由于使多晶硅延伸至其两侧的间隔物上方，而使两间隔物之间的多晶硅线宽虽然很微小，但是高于间隔物的多晶硅部分向间隔物的表面延伸覆盖后，便具有足够的线宽，以致在形成金属硅化物后仍不会有聚附的现象发生。本发明的微小线宽金属硅化物及其利记博彩app可适用于闸极层的线宽小于0.1微米以下的制程，并可避免金属硅化物聚附的现象发生。
图1至图11b为显示根据本发明的一优选实施例的制程剖面示意图。
图中主要符号说明100基底102间隔层104图案化第一光阻I开口102a两侧的间隔层(柱状间隔物)106 闸极氧化层108多晶硅层110图案化第二光阻d金属硅化物宽度108a图案化多晶硅层112金属层114金属硅化物 101衬垫氧化层
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，现列举具体优选实施例，并配合附图，详细说明如下以下请参见图1至图11所示的制程剖面图，说明根据本发明的一优选实施例。
首先，请参见图1，先提供一基底100，例如适用于半导体的硅基底，再于上述基底100表面形成一间隔层102，预备作为后续制作的闸极层的间隔物。间隔层的厚度例如可大于500，其材质可包括氮化物，例如Si3N4。另外，基底100与间隔层102之间可形成一衬垫氧化层101，形成方法例如利用适当化学气相沉积法(CVD)等。
接着，请参见图2，例如利用适当的旋涂法(spin coating)上光阻与适当的微影、显像过程定义光阻图案，以于间隔层102表面形成具有预定图案的第一光阻104。
接着，请参见图3，以图案化第一光阻104为罩幕，蚀刻未被图案化第一光阻104遮蔽的间隔层102，使间隔层102图案化，以形成一开口I于间隔层102中，同时去除开口I两侧以外的间隔层102，使得由横截面观看到的间隔层102于开口I两侧形成两柱状间隔物102a，该柱状间隔物的厚度可约为400-600。后续将在开口I位置制作闸极层，因此开口I的宽度需与制程中闸极层的线宽一致，例如0.07微米或0.05微米。必须注意的是，间隔层的宽度必须经过设计、控制，使得开口I宽度与其两侧的间隔层102a宽度的总和必须不小于0.1微米。例如针对闸极线宽0.07微米的制程，开口I宽度则为0.07微米，而间隔壁102a的宽度至少为0.03微米。然后，再去除图案化第一光阻104。
接着，请参见图4，可例如利用适当沉积程序，顺应性于整个基底表面形成一闸极氧化层106，其材质例如为高介电常数的氧化物，厚度约为15-200，其可利用热氧化法在650-1000℃之间，反应5-3600秒而得。
接着，请参见图5，先例如利用化学气相沉积(chemical vapordeposition；CVD)，于整个基底表面全面性形成一多晶硅层108，不仅填满开口I内部且覆盖于开口两侧的间隔层(柱状间隔物)102a表面，其厚度约为3000-8000。再实行一化学机械研磨(chemical mechanicalpolishing；CMP)程序，使多晶硅层108的表面平坦化，直到多晶硅层108高于间隔层102a部分的厚度约为200-500为止，以便高于间隔层102a的多晶硅108可在后续制程阶段完全转变成金属硅化物。
接着，请参见图6，例如利用适当的旋涂法上光阻与适当的微影、显像过程定义光阻图案，仅在两间隔层102a的范围内上方的多晶硅层108表面形成一图案化第二光阻110。
接着，请参见图7A与图7B，以图案化第二光阻110为罩幕，蚀刻未被图案化的第二光阻110遮蔽的多晶硅层108，以图案化多晶硅层108，仅留下位于开口I内以及开口I与其两侧间隔层102a上方的多晶硅层108a。图案化多晶硅层108a可以覆盖满整个间隔层102a表面，如图7A所示；也可以仅覆盖部分间隔层102a表面，如图7B所示。重要的是，图案化多晶硅层108a高于间隔层102a的部分的宽度d，也就是后续与金属层反应形成金属硅化物的部分，必须不小于0.1微米，此为本发明的特征。后续继续以图7B为例说明以下制程。
接着，请参见图8，去除图案化第二光阻110后，实施一离子布值程序500，使未被间隔物102a与图案化多晶硅层108a覆盖的基底内形成离子掺杂的源极S/汲极D(source/drain)。
接着，请参见图9，例如利用溅镀法(sputtering)，于整个基底顺应性形成一金属层112。上述金属层包括钛(Ti)、钴(Co)或镍(Ni)。
接着，请参见图10，实施一热处理程序，例如快速加热制程(rapidthermal process；RTP)，使图案化多晶硅层108a高于间隔层102a的部分与金属层112发生反应，形成一金属硅化物114。如前所述，需适当选择多晶硅的厚度，才能使高于间隔层102a的图案化多晶硅108a完全转变成金属硅化物114。并且，由于图案化多晶硅层108a高于间隔层102a的部分的宽度d不小于0.1微米，所以，形成金属硅化物114后不会有聚附的问题产生。
最后，请参见图11A与图11B，利用适当蚀刻程序，去除未参与反应的金属层112，便完成应用于线宽小于0.1微米的闸极层的金属硅化物制作。本发明的微小线宽金属硅化物包括一基底100；二柱状间隔物102a，设置于上述基底100表面；一多晶硅层108a，设置于上述柱状间隔物102a表面且填满上述两柱状间隔物102a的间隔区域；以及一金属硅化物层114，设置于上述多晶硅层108a表面。图11A显示由图7A所得的结果，即金属硅化物114覆盖满整个间隔层102a表面。图11B显示由图7B所得的结果，即仅覆盖部分间隔层102a表面。
本发明虽以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做各种的更动与润饰，本发明的保护范围应以权利要求书为准。
权利要求
1.一种微小线宽金属硅化物的利记博彩app，包括提供一基底；于上述基底表面形成一间隔层；图案化上述间隔层，以于间隔层中形成一开口，同时去除上述开口两侧以外的间隔层；于整个基底表面全面性形成一硅层，不仅填满上述开口内部且覆盖于上述开口两侧的间隔层表面；图案化上述硅层，仅留下位于上述开口内以及上述开口与其两侧间隔层上方的硅层；顺应性于整个基底形成一金属层；以及实施一热处理程序，使上述图案化硅层高于上述间隔层的部分与上述金属层发生反应，形成一金属硅化物。
2.如权利要求1所述的微小线宽金属硅化物的利记博彩app，其中所述开口的宽度小于0.1微米。
3.如权利要求1所述的微小线宽金属硅化物的利记博彩app，其中所述图案化硅层高于间隔层的部分的宽度不小于0.1微米。
4.如权利要求1所述的微小线宽金属硅化物的利记博彩app，其中所述图案化硅层高于间隔层的部分的厚度为200-500。
5.如权利要求1所述的微小线宽金属硅化物的利记博彩app，其中所述间隔层的厚度为400-600。
6.如权利要求1所述的微小线宽金属硅化物的利记博彩app，其中所述间隔层包括氮化硅。
7.如权利要求1所述的微小线宽金属硅化物的利记博彩app，其中所述金属层包括钛、钴或镍。
8.如权利要求1所述的微小线宽金属硅化物的利记博彩app，其中进一步包括于所述硅层与基底之间形成一衬垫氧化层。
9.如权利要求1所述的微小线宽金属硅化物的利记博彩app，其中形成金属硅化物之后进一步包括去除未参与反应的金属层。
10.如权利要求1所述的微小线宽金属硅化物的利记博彩app，其中所述热处理为快速加热制程。
全文摘要
本发明公开了一种新的微小线宽金属硅化物及其利记博彩app。首先，于基底表面形成一间隔层；接着，图案化该间隔层，以于间隔层中形成一开口，同时去除开口两侧以外的间隔层；接着，于整个基底表面全面性形成一多晶硅层，不仅填满开口内部，且覆盖于开口两侧的间隔层表面；接着，图案化该多晶硅层，仅留下位于开口内以及开口与其两侧间隔层上方的多晶硅层；接着，顺应性于整个基底形成一金属层；最后，实施热处理程序，使图案化多晶硅层高于间隔层的部分与金属层发生反应，形成金属硅化物。
文档编号H01L21/28GK1517300SQ20041000059
公开日2004年8月4日 申请日期2004年1月15日 优先权日2003年1月17日
发明者张志维, 王美匀 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司