镍金属硅化物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及半导体制造领域，特别设及一种儀金属娃化物的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着半导体器件集成度持续增大W及与运些器件相关的临界尺寸持续减小，人们 的兴趣越来越集中于W低电阻材料制造半导体器件从而保持或降低信号延迟。娃化物 (SiIicide)和自对准娃化物（self-aligned siIicide)材料及工艺已经被广泛地应用到 CMOS集成电路制造中W降低源极/漏极区及栅极区的接触电阻和串联电阻。
[0003] 早期的二娃化铁(TiSi2)由于其窄线条效应已经不适用于0.1 Sum的技术，被二娃 化钻(CoSi2)取代。二娃化钻形成相同厚度的娃化物需要消耗更多的多晶娃或娃衬底，已经 不能满足源漏浅结及超浅结的需求;并且二娃化钻在低于45纳米的多晶娃线条上表现出明 显的窄线条效应;在45纳米及W下的技术中，由于热预算的考量，二娃化钻的形成溫度(第 二次快速热处理的工艺溫度范围为600°C~800°C)也不能满足器件需求。因此在45纳米及 W下的技术中，迫切需要一种金属娃化物来解决W上问题。
[0004] 与二娃化铁和二娃化钻相比，娃化儀(NiSi)具有W下的优点：（1)娃化工艺溫度 低，只需要350°C~750°C; (2)娃消耗量低，形成1纳米娃化儀仅消耗0.83纳米娃；（3)尚未发 现娃化儀方块电阻随线条减小而变大；（4)可W在较低的溫度下与错娃材料形成低阻值的 娃化物。因此，娃化儀被视为一种较为理想的金属娃化物。
[0005] 在现有技术中，娃化儀与二娃化铁和二娃化钻相似，也采用两步快速热处理(RTP) 的工艺:首先在较低的溫度下(220°C~300°C)和N2氛围中进行第一步退火，通过儀的扩散， 生成主要W娃化二儀(Ni2Si)和娃化儀共存的娃化物;然后通过选择性刻蚀去除侧墙上未 反应的儀或儀合金，在较高的溫度下（350°C~750°C)和N2氛围中进行第二步退火，在源漏 极和栅极生成娃化儀。
[0006] 但是半导体器件的尺寸还在不断缩小，娃化儀层的电阻对器件电学性能的影响也 越来越显著，如何减小娃化儀层的电阻变得越来越重要。娃化儀的品质受其厚度、形貌W及 管道品质的影响，高品质的娃化儀不仅有利于降低源极/漏极区及栅极区的接触电阻和串 联电阻，而且有利于提高器件的可靠性。因此，如何获得高品质的娃化儀是目前亟需解决的 问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种儀金属娃化物的制备方法，W获得形貌和均匀性良 好、低管道缺陷的儀金属娃化物，从而提高儀金属娃化物的品质。
[000引本发明的技术方案是一种儀金属娃化物的制备方法，包括W下步骤：
[0009] Sl:对暴露的娃衬底表面进行预清洗，除去自然氧化物，在其上沉积儀或儀合金；
[0010] S2:向工艺腔体中通入含有氨气的气体，去除工艺腔体中的氧气，接着使用氮气净 化工艺腔体中残留的含有氨气的气体，然后在沉积儀或儀合金的娃衬底进入工艺腔体之 后，通入含有氨气的气体进行第一次退火，使儀或儀合金的至少一部分与娃反应，形成儀金 属娃化物的混合物；
[0011] S3:移除未反应的儀或儀合金；
[0012] S4:进行第二次退火，使所述儀金属娃化物的混合物转化为儀金属娃化物。
[0013] 进一步的，所述第一次退火的溫度为220°C~270°C，所述第一次退火的时间为30s ~150sd
[0014] 进一步的，所述第一次退火通入的气体为氨气。
[0015] 进一步的，所述第一次退火通入的气体为氨气与氮气的混合气体。
[0016] 进一步的，所述第二次退火采用闪光灯进行退火。
[0017] 进一步的，所述第二次退火的溫度为800°C~900°C，所述第二次退火的时间为 0.003s~0.05sd
[0018] 进一步的，所述儀金属娃化物的混合物包括娃化二儀与娃化儀，所述儀金属娃化 物为娃化儀。
[0019] 进一步的，所述预清洗除去自然氧化物的步骤通过利用氣等离子体瓣射移除娃衬 底表面层来完成。
[0020] 进一步的，所述儀或儀合金通过物理气相沉积法沉积在清洗后的娃衬底表面上。
[0021] 进一步的，儀合金是由儀与包括鹤、粗、错、铁、给、销、钮、饥、妮、钻的集合中的一 种或多种金属形成的合金。
[0022] 与现有技术相比，本发明提供的儀金属娃化物的制备方法，具有W下有益效果：
[0023] 1、本发明通过在第一次退火中通入含有氨气的气体，能消除反应氛围中微量的氧 气，防止儀或儀合金W及儀金属娃化物被氧化，可W降低儀金属娃化物的缺陷，形成形貌和 均匀性良好的儀金属娃化物;并且氨气能够修复和减少儀金属娃化物和娃衬底界面处的缺 陷，从而改善界面态；
[0024] 2、第二次退火采用闪光灯进行退火，可W降低儀在娃中的扩散，W得到低管道缺 陷的儀金属娃化物，从而提高儀金属娃化物的品质，降低了源极/漏极区及栅极区的接触电 阻和串联电阻，而且提高了器件的可靠性。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明一实施例中儀金属娃化物的制备方法的流程图。
[0026] 图2~6为本发明一实施例中儀金属娃化物的制备方法的各步骤结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 为使本发明的内容更加清楚易懂，W下结合说明书附图，对本发明的内容做进一 步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵 盖在本发明的保护范围内。
[0028] 其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说 明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
[0029] 本发明的核屯、思想是:在第一次退火中通入含有氨气的气体，消除反应氛围中微 量的氧气，防止儀或儀合金W及儀金属娃化物被氧化，可W降低儀金属娃化物的缺陷，形成 形貌和均匀性良好的儀金属娃化物;并且氨气能够修复和减少儀金属娃化物和娃衬底界面 处的缺陷，从而改善界面态。
[0030]图1为本发明一实施例中儀金属娃化物的制备方法的流程图，如图1所示，本发明 提出一种儀金属娃化物的制备方法，包括W下步骤：
[0031 ]步骤Sl:对暴露的娃衬底表面进行预清洗，除去自然氧化物，在其上沉积儀或儀合 金；
[0032] 步骤S2:向工艺腔体中通入含有氨气的气体，去除工艺腔体中的氧气，接着使用氮 气净化工艺腔体中残留的含有氨气气体，然后在沉积儀或儀合金的娃衬底进入工艺腔体之 后，通入含有氨气的气体进行第一次退火，使儀或儀合金的至少一部分与娃反应，形成儀金 属娃化物的混合物；
[0033] 步骤S3:移除未反应的儀或儀合金；
[0034] 步骤S4:进行第二次退火，使所述儀金属娃化物的混合物转化为儀金属娃化物。
[0035] 图2~6为本发明一实施例中儀金属娃化物的制备方法的各步骤结构示意图，请参 考图1所示，并结合图2~图6,详细说明本发明提出的儀金属娃化物的制备方法：
[0036] 在步骤Sl中，对暴露的娃衬底10的表面进行预清洗，除去自然氧化物，并在清洗后 的娃衬底10的表面上沉积儀20或者儀合金20，如图3所示。
[0037] 所述娃衬底10为单晶娃衬底、多晶娃衬底、绝缘体上娃衬底其中的一种。其中，当 儀金属娃化物层形成于源/漏区表面时，所述娃衬底10为单晶娃衬底、绝缘体上娃衬底其中 的一种，当儀金属娃化物层形成于栅极结构表面时，所述娃衬底10为多晶娃衬底。
[003引预清洗通过利用氣等离子体瓣射来移除娃衬底表面来完成，通常可W移除 20A~IOOA厚度的娃表面层来获得清洁的娃表面，也可W采用本领域技术人员已知的