专利名称：形成含钛黏着层的方法
技术领域：
本发明有关一种形成具有含钛黏着层的方法，特别是有关一种可以减少硼离子扩散至含钛黏着层的方法。
(2)背景技术最近几年，集成电路已发展至次0.18微米制程，由于尺寸的缩小，使得接触插塞宽度也必须缩小，因而使得高宽比例(aspect ratio)也变大。
一般在形成接触插塞时，为了增加插塞与其他材质间的黏接会使用一含钛黏着层。传统的形成含钛黏着层的方法是以离子化金属等离子体法(Ionized MetalPlasma，IMP)为主。但是由于尺寸的缩小，接触开口(contact opening)宽度亦变窄，使得在以离子化金属等离子体法沉积黏着层时，容易在接触开口上缘堆积，以致于形成不必要的孔洞(void)。详述如下，首先提供一底材10，如图1所示，在一底材10的上有一P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管，此PMOS晶体管有一基极20、一集电极30、一发射极40，以及基极侧壁50，在基极20、集电极30、及发射极40上各有一硅化金属层(70，80，90)，比如硅化钴层，用以增加导电性。在PMOS晶体管上有一介电层100，在介电层100中形成一接触开口以暴露出集电极的一部分区域。有一层以IMP方法形成的含钛黏着层110覆盖在介电层100与此接触开口的表面。由于黏着层110部分堆积在接触开口上缘以致于近乎形成一孔洞120。
为避免发生上述的孔洞，最近的方法是以TiCl4为基底，用化学气相沉积法来形成含钛黏着层。如图2所示，此方法可以共形地(conformally)沉积一含钛黏着层110于接触洞表面210，并且避免孔洞的发生。但是由于化学气相沉积法必须使用较高的温度，大约550℃至800℃，会使得PMOS中的硼离子扩散至黏着层中，而与钛离子作用形成硼化钛(TiB)层220，此将造成引发电位(trigger volt)增加、饱和电阻增加、饱和电流减少等问题，以致造成此PMOS晶体管效率下降。
因此，为增进PMOS晶体管的效率，必须避免此硼离子扩散至该黏着层内。
(3)发明内容本发明的一目的是提供一种形成一含钛黏着层的方法。
本发明的另一目的一种减少硼离子扩散至含钛黏着层的方法。
根据以上目的，本发明提出一方法，主要包括下列步骤首先，提供一结构，该结构上包括一P型离子掺杂区域，比如一PMOS晶体管的集电极或者发射极。在此P型离子掺杂区域上还可包括一层硅化金属，比如硅化钴，以增加电导性。一介电层覆盖在该P型离子掺杂区域之上。其次，在此介电层中，形成一接触开口(contact opening)，以露出该P型离子掺杂区域的部份区域。然后，进行一氮离子植入步骤，将氮离子经由接触开口植入至该P型离子掺杂区域的部分区域，以形成一含氮离子的离子掺杂区域。其次，以TiCl4为基底并以化学气相沉积法(CVD)共形地沉积一含钛黏着层于介电层、接触开口、以及含氮离子的离子掺杂区域的表面上。由于，化学气相沉积法使用的温度较高，造成含氮离子的离子掺杂区域与含钛黏着层的介面间有离子扩散的现象，使得钛离子与氮离子接触而在介面上形成一氮化钛(TiN)层。由于有含氮离子的离子掺杂区域以及氮化钛层的存在，使得硼离子无法通过上述区域扩散至含钛黏着层中，因此可以避免因为形成硼化钛(TiB)而造成的问题。
(4)
图1是传统的以离子化金属等离子体法形成含钛黏着层的示意图；图2是传统的以化学气相沉积法形成含钛黏着层的示意图；图3A至图3C本发明的以氮离子植入及化学气相沉积法形成含钛黏着层的方法示意图。
(5)具体实施方式
本发明的较佳实施例将详细讨论如后。实施例是用以描述使用本发明的一特定范例，并非用以限定本发明的范围。
本发明提供了一种含钛黏着层的形成方法，该方法大致可以分成下列的几个步骤。首先，提供一组底材结构，在上述的底材结构上具有一组第一型离子掺杂区域，且第一型离子掺杂区域上具有一层硅化金属层。其中，上述的第一型离子掺杂层可以是一种p型离子掺杂区域。接着，经由一个离子植入的步骤，将一种第二型的离子植入至上述的硅化金属层中。其中，上述的第二型离子可以是氮离子。最后，共形地形成一层含钛黏着层于上述的硅化金属层之上。
在上述的p型离子掺杂区域可以是一种硼离子掺杂区域。本发明的特点之一是，上述的第二型离子植入的部分可以有效防止在上文中所述的硼离子扩散至含钛黏着层的现象发生。根据本发明的另一实施例将叙述如下。
本发明提出一种减少硼离子扩散至含钛黏着层的方法，该方法至少包括下列步骤首先，如图3A所示，提供一底材10，在底材10上有一P型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管，该PMOS晶体管有一基极20、一集电极30、一发射极40、以及基极侧壁50，在基极20、集电极30、及发射极40的表面上均沉积一层硅化金属(70，80，90)，比如硅化钴，以增加电导性。PMOS晶体管之间以场氧化层(field oxide)60作为隔离。然后，沉积一介电层100覆盖在该PMOS晶体管之上。其次，在此介电层100中，形成一接触开口(contact opening)310，以露出集电极30上的硅化金属层90的部份区域。然后，进行一氮离子植入步骤，将氮离子经由接触开口310植入至硅化金属层90的部份区域，形成一含氮离子的硅化金属区域320，如图3B所示。其次，以TiCl4为基底并以化学气相沉积法(CVD)共形地沉积一含钛黏着层330于介电层100、接触开 310、以及含氮离子的硅化金属区域320的表面上，如图3C所示。由于化学气相沉积法使用的温度较高，造成含氮离子的硅化金属区域320与含钛黏着层330的介面间有离子扩散的现象，使得钛离子与氮离子接触而在介面上形成一氮化钛(TiN)层340，如图3C所示。
由于有含氮离子的硅化金属区域320以及氮化钛层340的存在，使得PMOS晶体管中的硼离子无法通过上述区域扩散至含钛黏着层330中，因此可以避免因为形成硼化钛(TiB)而造成的问题。之后，可以再形成金属插塞于接触开口内，以利后续内连线的制程。
值得注意的是，虽然，此处本发明是使用化学气相沉积法，但是显然任何其可以形成黏着层的方法亦可适用。另外，氮离子虽然是植入在一硅化金属层中，但并不表示此硅化金属层是一定需要的。换句话说，一个含有硼离子的离子植入区与含钛黏着层间的介面区域就是我们认为需要进行一氮离子植入的区域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包括在权利要求所限定专利保护范围内。
权利要求
1.一种形成含钛黏着层的方法，其特征在于，至少包括下列步骤提供一结构，包括有一底材，该底材上有一p型离子掺杂区域，该p型离子掺杂区域上有一硅化金属层；形成一介电层于该结构上，以覆盖该底材、该p型离子掺杂区域、以及该硅化金属层；形成一接触开口于该介电层内，以裸露出该硅化金属层的一部份区域；进行一离子植入，将多个离子经由该接触开口植入至该硅化金属层的该部份区域内；以及共形地形成一含钛黏着层于该介电层与该硅化金属层的该部份区域的表面上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括沉积一金属层以填满该接触开口以形成一接触插塞。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述p型离子掺杂区域为一硼离子掺杂区域。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅化金属至少包括硅化钴。
5.如权利要求1所述的方法，在离子植入步骤中的该等离子系氮离子。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含钛黏着层是以化学气相层积法形成。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述化学气相层积法是在约550℃至约800℃进行。
8.一种在P型金氧半电晶体上形成含钛黏着层的方法，其特征在于，该方法至少包括下列步骤提供一结构，包括有一底材，该底材上有一P型金属氧化物半导体晶体管，该P型金属氧化物半导体晶体管有一P型离子掺杂区域，该离子掺杂区域上有一硅化金属层；形成一介电层于该结构内，以覆盖该底材以及该P型金属氧化物半导体晶体管；形成一接触开口于该介电层上，以裸露出该硅化金属层的一部份区域；进行一离子植入，将氮离子经由该接触开口植入至该硅化金属层的该部份区域内；以及共形地形成一含钛黏着层于该介电层与该硅化金属层的该部份区域的表面上。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括沉积一金属层以填满该接触开口以形成一接触插塞。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述P型离子掺杂区域为一集电极。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述P型离子掺杂区域为一发射极。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述P型离子掺杂区域是以硼离子作为掺杂离子。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述硅化金属至少包括硅化钴。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述含钛黏着层是以化学气相层积法形成。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述化学气相层积法是在约550℃至约800℃进行。
16.一种形成含钛黏着层的方法，其特征在于，至少包括下列步骤提供一底材结构，包括有一第一型离子掺杂区域形成于该底材结构上，与一硅化金属层于该第一型离子掺杂区域；进行一离子植入，将一第二型离子植入至该硅化金属层内；以及共形地形成一含钛黏着层于该硅化金属层的表面上。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，该第一型离子掺杂区域是一p型离子掺杂区域。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，该提供一结构的步骤还包括形成一介电层覆盖于该底材、该第一型离子掺杂区域及该硅化金属层上，其中，该介电层具有一开口以裸露出该硅化金属层的一部分区域。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述p型离子掺杂区域是一硼离子掺杂区域。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述硅化金属至少包括硅化钴。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，该第二型离子是氮离子。
22.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述含钛黏着层是以化学气相层积法形成。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述化学气相层积法是在约550℃至约800℃进行。
全文摘要
本发明提供一种形成一含钛黏着层的方法，主要是进行一氮离子植入步骤，将氮离子经由接触开口植入至一含有硼离子的离子掺杂区域与含钛黏着层间的介面区域，以形成一含氮离子的离子掺杂区域。其次，以TiCl
文档编号H01L21/70GK1447400SQ0214732
公开日2003年10月8日 申请日期2002年10月18日 优先权日2002年3月26日
发明者陈东波, 程冠伦, 林建廷, 郝洺音 申请人:联华电子股份有限公司