专利名称：栅极结构及方法
技术领域：
本发明涉及一种集成电路结构及方法，具体涉及一种CMOS器件结构及方法。
背景技术：
在当前一般的互补金属氧化物半导体CMOS器件结构中，栅极的典型结构是一层 1500A 3000A厚度的重掺杂多晶硅，有的还在多晶硅之上有金属硅化物来降低接触电阻和栅极电阻。而当后续工艺需要使用到自对准接触孔或者有别的其他需求时，可能需要在栅极上层生长一层阻挡层如氮化物；这时候栅极多晶硅就无法在后续自对准金属硅化物形成层步骤时也被金属化，因为其上有阻挡层；这样的栅极电阻和接触电阻就会比较大，会影响到器件的频率特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种栅极结构，其可以降低栅极的电阻和接触电阻，可以适用于自对准接触孔等制程需求。为了解决以上技术问题，本发明提供了一种栅极结构；包括衬底，在衬底上有氧化层，在氧化层上有多晶硅，在多晶硅的栅极上有金属硅化物；在金属硅化物上有氮化物。本发明的有益效果在于和一般的上层有阻挡层的栅极相比，这种栅极结构也可以一样使用在这些特殊制程中；而且因为栅极上有金属硅化物，因此栅极电阻和栅极接触电阻都能被有效减小，这样可以降低栅极延时，优化器件的频率特性。本发明还提供了上述结构的制造方法，包括以下步骤步骤一、在栅极多晶硅生长前制程完成后，在硅片上淀积栅极多晶硅；步骤二、在栅极上普遍淀积一层可用于和多晶硅反应生成金属硅化物的金属；步骤三、经过金属硅化物生成的热过程，生成金属硅化物；步骤四、在硅片上淀积阻挡层。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1是本发明实施例所述步骤一的示意图；图2是本发明实施例所述步骤二的示意图；图3是本发明实施例所述步骤三的示意图；图4是本发明实施例所述步骤四的示意图；图5是本发明实施例所述步骤五的示意图；图6是本发明实施例所述步骤六的示意图；图7是本发明实施例所述方法的示意图。
具体实施方式
本发明提出一种新型的栅极结构及其形成方法，这种栅极结构由多晶硅，反应生成的金属硅化物及上层的阻挡层如氮化物构成。这样一方面金属硅化物能够降低栅极的电阻和接触电阻，另一方面上层的阻挡层也能够使其适用于自对准接触孔等制程需求。和一般的多晶硅及金属硅化物栅极相比，这种新的栅极结构上层有阻挡层如氮化物，这样可以使得其使用在一些特殊制程如自对准接触孔工艺中，极大地缩小设计尺寸，减少器件面积。同时栅极里也有金属硅化物，因此栅极电阻和接触电阻也很小，不会对期间频率特性有影响。而且因为这种结构的金属硅化物是和下层的多晶硅反应生成，因此在做到相同电阻率的情况下，可以实现多晶硅和金属硅化物的厚度比一般栅极结构的多晶硅和淀积的金属(金属硅化物)厚度要薄，这样可以使得设计尺寸进一步缩小。和一般的上层有阻挡层的栅极相比，这种栅极结构也可以一样使用在这些特殊制程中；而且因为栅极上有金属硅化物，因此栅极电阻和栅极接触电阻都能被有效减小，这样可以降低栅极延时，优化器件的频率特性。上述结构的具体形成方法如下(1)在栅极多晶硅生长前制程完成后，在硅片上淀积栅极多晶硅，厚度约1000 5000A。(2)在栅极上普遍淀积一层可用于和多晶硅反应生成金属硅化物的金属，如钛 Ti。金属的选择根据该工艺所在的工艺节点，来选择一般的相对应的金属硅化物所用金属。(3)经过金属硅化物生成的一般热过程，生成金属硅化物。(4)在硅片上淀积后续工程使用的阻挡层，如氮化物。当如果需要利用该栅极多晶硅作电阻，且该电阻的电阻率需要不同于栅极电阻率时，如不需要在该电阻上生长金属硅化物时，可以在上述步骤( 和C3)之间增加一个光刻层次来选择定义需要生成金属硅化物的区域，将需要制作大电阻率电阻的区域用金属硅化物生成的阻挡层如氧化硅保护住。(5)在多晶硅上淀积一层金属硅化物反应的阻挡层，如500A厚度的氧化硅。然后使用一个光刻层次定义出需要保留金属硅化物反应阻挡层的区域，然后利用刻蚀去掉别的区域的氧化硅。(6)去掉光刻胶。然后淀积金属硅化物反应所需金属，按照上述步骤(3)中的一般金属硅化物制程，反应生成金属硅化物。去除在氧化硅上未能生成金属硅化物的金属。这里的步骤5和步骤6，是如果需要在步骤3反应生成低阻值的金属硅化物栅极的时候，需要有一些区域的多晶硅不生成金属硅化物时，则在步骤1和2之间加入步骤5和步骤6，使得不需要生成金属硅化物区域的多晶硅之上有500A的氧化硅保护住，这样在步骤3 反应时这些区域的多晶硅会因为有氧化硅保护而不会和金属反应。因此步骤5和步骤6是在需要有一些区域的多晶硅不生成金属硅化物时对上述步骤的补充。本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式
的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式
用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。
权利要求
1.一种栅极结构；包括衬底，在衬底上有氧化层，在氧化层上有多晶硅，其特征在于， 在多晶硅的栅极上有金属硅化物；在金属硅化物上有氮化物。
2.如权利要求1所述的栅极结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一、在硅片上淀积栅极多晶硅；步骤二、在栅极上淀积一层金属，和多晶硅反应生成金属硅化物；步骤三、热过程生成金属硅化物栅极；步骤四、在硅片上淀积阻挡层。
3.如权利要求2所述的栅极结构的制作方法，其特征在于，如果在步骤三反应生成金属硅化物栅极的时候，在多晶硅不生成金属硅化物的区域，则在步骤一和步骤二之间加入以下步骤在多晶硅上淀积一层金属硅化物反应的阻挡层，然后使用光刻定义出需要保留金属硅化物反应阻挡层的区域，然后利用刻蚀去掉其他区域的氧化硅；去掉光刻胶，然后淀积金属硅化物反应所需金属，按照上述步骤三中的金属硅化物制程，反应生成金属硅化物；然后去除在氧化硅上未能生成金属硅化物的金属。
4.如权利要求2所述的栅极结构的制作方法，其特征在于，所述步骤一中栅极多晶硅的厚度为100至5000A。
5.如权利要求2所述的栅极结构的制作方法，其特征在于，所述步骤二中金属硅化物的金属为钛。
6.如权利要求2所述的栅极结构的制作方法，其特征在于，在所述步骤二和步骤三之间增加光刻步骤来选择定义需要生成金属硅化物的区域，将需要制作电阻的区域用金属硅化物生成的阻挡层保护住。
7.如权利要求6所述的栅极结构的制作方法，其特征在于，金属硅化物生成的阻挡层为氧化硅。
8.如权利要求3所述的栅极结构的制作方法，其特征在于，在多晶硅上淀积的金属硅化物反应的阻挡层为500A厚度的氧化硅。
全文摘要
本发明公开了一种栅极结构及方法；包括衬底，在衬底上有氧化层，在氧化层上有多晶硅，在多晶硅的栅极上有金属硅化物；在金属硅化物上有氮化物。本发明和一般的上层有阻挡层的栅极相比，这种栅极结构也可以一样使用在这些特殊制程中；而且因为栅极上有金属硅化物，因此栅极电阻和栅极接触电阻都能被有效减小，这样可以降低栅极延时，优化器件的频率特性。
文档编号H01L21/8238GK102446734SQ20101050740
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者熊涛, 罗啸, 陈瑜 申请人:上海华虹Nec电子有限公司