專(zhuān)利名稱(chēng)：多晶硅柵表面的清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域的清洗工藝，具體地說(shuō)，涉及一種在硅化鴒沉積前 對(duì)多晶硅柵表面進(jìn)行清洗的方法。,支術(shù)硅化鴒(WuSix)薄膜在大規(guī)模集成電路制造中有著極其廣泛的應(yīng)用，由于 高熔點(diǎn)和低電阻率的優(yōu)點(diǎn)，它常常被用來(lái)改善金屬電極與源漏極區(qū)的硅(Si)之 間的歐姆接觸，以及提升金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS， Metal Oxide Semiconductor) 晶體管柵極導(dǎo)電層的導(dǎo)電性能。為了提高M(jìn)OS晶體管柵極導(dǎo)電層的導(dǎo)電性，多 晶硅柵中還往往摻有施主雜質(zhì)磷(P),且摻雜濃度比較高。硅化鴒沉積在多晶 硅上面共同組成柵極的多晶硅化金屬層，兩者之間的粘附性能非常重要。多晶 硅表面的自然氧化層不僅影響兩者的接觸勢(shì)壘，還會(huì)導(dǎo)致多晶硅與硅化鴒之間 的粘附性能變差，造成硅化鴒在后續(xù)的高溫制程中脫落的現(xiàn)象。因此，在沉積 硅化鴒之前的清洗必須保證多晶硅表面的自然氧化層盡量少。另一方面，多晶 硅表面缺陷密度和自由能級(jí)都比體內(nèi)高，有向能量較低的穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)， 摻雜的P會(huì)一定程度從Si-P鍵的相態(tài)中分離出來(lái)，形成能量更低的Si-Si鍵和 P-P鍵，P在多晶硅表面聚集并被迅速氧化，隨后與空氣中的H20結(jié)合，形成偏 磷酸晶體。因此，多晶硅體內(nèi)和表面的P濃度形成一個(gè)梯度，摻雜的P會(huì)持續(xù) 的向表面擴(kuò)散，隨著時(shí)間的推移，多晶硅表面形成的偏磷酸晶體越來(lái)越多，一 般清洗方法去不掉,會(huì)嚴(yán)重影響器件的良率。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種多晶硅柵表面的清洗方法， 其不僅可以有效清除多晶硅柵表面的自然氧化層，也可以有效清除多晶硅柵表 面的偏磷酸晶體。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新的多晶硅柵表面的清洗方法，其應(yīng)用于在多晶硅柵表面沉積硅化鴒層之前。所述清洗方法包括采用氟化氬 清洗多晶硅柵表面；采用硫酸與雙氧水的混合物清洗多晶硅柵表面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明提供的清洗方法可以有效清除形成于多晶硅 柵表面上的自然氧化層和偏磷酸晶體，有效提高了多晶硅柵與硅化鴒的粘附性 能，減少兩者界面上的缺陷，提高產(chǎn)品的良率。


圖1是制作MOS器件的硅片的部分截面結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明多晶硅柵表面的清洗方法的較佳實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明多晶硅柵表面的清洗方法的較佳實(shí)施例進(jìn)行描述，以期進(jìn)一 步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。圖l是制作MOS器件的硅片的部分截面結(jié)構(gòu)圖。該^fe片包括襯底l、形成 于襯底1上面的柵氧化層2和多晶硅柵3。為了提高多晶硅柵3的導(dǎo)電性能，需 要在多晶硅柵3的表面沉積硅化鴒層4。為了提高多晶硅柵3和硅化鴒層4之間 的粘附性能，在沉積硅化鴒層4之前，需要對(duì)多晶硅柵3表面進(jìn)行本發(fā)明提供 的清洗方法。請(qǐng)參閱圖2結(jié)合圖1，本發(fā)明提供的清洗方法包括首先，用氣態(tài)氫氟酸(也 就是氟化氫，HF)清洗多晶硅柵3的表面。具體方法是將含有一定量水汽(H20) 的氮?dú)夂头瘹錃怏w通入反應(yīng)腔體中。氮?dú)夂头瘹涞谋壤?8: 1，其中水汽 的比重以可以使混合氣體對(duì)二氧化珪(自然氧化層)的蝕刻率在3卯0 4700A(埃) /min(分鐘)之間為準(zhǔn)。氟化氳將多晶硅柵3表面的自然氧化層蝕刻掉，生成氣 態(tài)副產(chǎn)物。進(jìn)行抽氣步驟，所述氣態(tài)副產(chǎn)物通過(guò)大量的氮?dú)獗粠ё?。然后將?片放入SPM ( Sulfbric國(guó)acid Peroxide Mixture )即^U克酸(H2S04)與雙氧水(H202) 的混合物中清洗，其中濃^L酸的濃度為96%，濃硫酸和雙氧水的比例是4: 1。 由于濃硫酸的作用，雙氧水的溫度升高形成具有一定溫度的熱水。多晶硅柵3 表面的偏磷酸晶體與熱水結(jié)合，以磷酸(H3P04)的形式溶在SPM中。清洗結(jié)束之后，控制等待時(shí)間，不要等待太久再去沉積硅化鎢，以避免自然氧化層和磷化物(偏磷酸晶體)的再次生成，所以將等待時(shí)間一般控制在8個(gè)小時(shí)之內(nèi)。 上述描述，僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的具體描述，并非對(duì)本發(fā)明的任何限 定，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述揭示內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單修改、 添加、變換，且均屬于權(quán)利要求書(shū)中保護(hù)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種多晶硅柵表面的清洗方法，其應(yīng)用于在多晶硅柵表面沉積硅化鎢層之前，其特征在于，所述清洗方法包括采用氟化氫清洗多晶硅柵表面；采用硫酸與雙氧水的混合物清洗多晶硅柵表面。
2. 如權(quán)利要求1所述的多晶硅柵表面的清洗方法，其特征在于，所述采用氟化 氬清洗多晶硅柵表面的步驟是首先將含有水汽的氮?dú)夂头瘹漭斎敕磻?yīng)腔內(nèi)； 氟化氫與多晶硅柵表面的自然氧化層發(fā)生反應(yīng)以將其蝕刻掉。
3. 如權(quán)利要求2所述的多晶硅柵表面的清洗方法，其特征在于，所述氮?dú)夂头?化氫的比例是58: 1。
4. 如權(quán)利要求1所述的多晶硅柵表面的清洗方法，其特征在于，所述辟b酸和雙 氧水的混合物的比例是4: 1。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多晶硅柵表面的清洗方法，其應(yīng)用于在多晶硅柵表面沉積硅化鎢層之前?，F(xiàn)有的清洗方法不能去掉多晶硅柵表面的偏磷酸晶體，影響器件的良率。本發(fā)明的清洗方法采用氟化氫清洗多晶硅柵表面；采用硫酸與雙氧水的混合物清洗多晶硅柵表面。采用本發(fā)明提供的清洗方法可以有效清除形成于多晶硅柵表面上的自然氧化層和偏磷酸晶體，有效提高了多晶硅柵與硅化鎢的粘附性能，減少兩者界面上的缺陷，提高產(chǎn)品的良率。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101252083SQ200810035118
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者孫震海, 湯志偉, 郭國(guó)超, 韓瑞津 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司