連接線的形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種連接線的形成方法，在刻蝕層間介質(zhì)層暴露出半導(dǎo)體襯底之后，接著在暴露出的半導(dǎo)體襯底表面形成接觸層，對所述接觸層進行退火處理，使接觸層能夠擴散至半導(dǎo)體襯底內(nèi)，從而降低后續(xù)形成連接線與所述半導(dǎo)體襯底之間的接觸電阻。
【專利說明】 連接線的形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種連接線的形成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在形成閃存器件之后，需要形成連接線將閃存器件與后續(xù)形成的結(jié)構(gòu)相連?，F(xiàn)有工藝中，在形成連接線之前通常會在柵極上形成自對準(zhǔn)區(qū)，接著在自對準(zhǔn)區(qū)處形成連接線。一方面自對準(zhǔn)區(qū)便于形成連接線，另一方面由于自對準(zhǔn)區(qū)摻有鎳等雜質(zhì)能夠很好的降低連接線與柵極之間的接觸電阻。
[0003]請參考圖1，現(xiàn)有工藝中連接線的形成方法包括步驟:提供半導(dǎo)體襯底10 ;在所述半導(dǎo)體襯底10上形成多個閃存器件，所述閃存器件自下而上包括浮柵21、閃存介質(zhì)層30以及控制柵22，在兩個所述閃存器件之間形成有側(cè)墻40，所述側(cè)墻40緊貼所述閃存器件的側(cè)壁，所述側(cè)墻40之間暴露出部分半導(dǎo)體襯底10 ;在所述控制柵22的表面形成有自對準(zhǔn)區(qū)50，所述自對準(zhǔn)區(qū)50的材質(zhì)為硅化鎳(NiSi )，其厚度范圍是500埃?900埃，其目的是降低控制柵22的電阻；在所述自對準(zhǔn)區(qū)50、側(cè)墻40以及半導(dǎo)體襯底10的表面形成有層間介質(zhì)層60 ;接著，請參考圖2，刻蝕所述層間介質(zhì)層60，暴露出部分自對準(zhǔn)區(qū)50以及半導(dǎo)體襯底10，接著涂覆光阻61將暴露出的部分自對準(zhǔn)區(qū)50遮擋??；接著，對N型器件進行As離子注入處理，對P型器件進行BF2離子注入處理，離子注入至所述半導(dǎo)體襯底10內(nèi)；接著，采用高溫退火工藝對所述半導(dǎo)體襯底10進行退火處理；接著在所述自對準(zhǔn)區(qū)50以及半導(dǎo)體襯底10的表面形成連接線70。
[0004]如上文所述，所述自對準(zhǔn)區(qū)50形成在控制柵22表面，在形成所述連接線70時所述自對準(zhǔn)區(qū)50能夠幫助降低所述連接線70與所述控制柵22表面的接觸電阻，一般控制在3歐姆以內(nèi)。然而，所述半導(dǎo)體襯底10的表面并未形成自對準(zhǔn)區(qū)50，當(dāng)所述連接線70直接形成在所述半導(dǎo)體襯底10的表面時，接觸電阻將會達到幾十歐姆。因此，現(xiàn)有技術(shù)中會對不同器件進行不同的離子注入，用于降低連接線70與半導(dǎo)體襯底10的接觸電阻。當(dāng)離子注入之后，需要采用高溫退火工藝將離子進行激活才能起到預(yù)期的作用，高溫退火工藝中的溫度高達950攝氏度?1200攝氏度。然而，如此高溫會對所述自對準(zhǔn)區(qū)50造成傷害，致使自對準(zhǔn)區(qū)50電阻變大。
[0005]因此，如何同時降低半導(dǎo)體襯底-連接線和自對準(zhǔn)區(qū)-連接線的接觸電阻便成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種連接線的形成方法，能夠降低連接線與半導(dǎo)體襯底之間的接觸電阻。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種連接線的形成方法，包括步驟:
[0008]提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上設(shè)有多個器件結(jié)構(gòu)，所述器件結(jié)構(gòu)之間暴露出部分半導(dǎo)體襯底，在所述器件結(jié)構(gòu)、暴露出的半導(dǎo)體襯底表面形成有層間介質(zhì)層；
[0009]刻蝕所述層間介質(zhì)層，暴露出所述器件結(jié)構(gòu)的頂部和部分半導(dǎo)體襯底；
[0010]在暴露的半導(dǎo)體襯底的表面形成接觸層；
[0011]采用退火工藝對所述接觸層進行處理；
[0012]在所述器件結(jié)構(gòu)的頂部以及接觸層的表面形成連接線。
[0013]進一步的，所述器件結(jié)構(gòu)為閃存結(jié)構(gòu)，包括浮柵、閃存介質(zhì)層以及控制柵。
[0014]進一步的，所述控制柵表面形成有自對準(zhǔn)區(qū)。
[0015]進一步的，所述器件結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成有側(cè)墻。
[0016]進一步的，所述側(cè)墻的材質(zhì)為氮化硅或氧化硅。
[0017]進一步的，所述接觸層自下而上依次包括第一接觸層、第二接觸層以及第三接觸層。
[0018]進一步的，所述第一接觸層的材質(zhì)為硅或鍺硅。
[0019]進一步的，所述第一接觸層采用外延方式形成。
[0020]進一步的，所述第一接觸層的厚度范圍是10埃?30埃。
[0021 ]進一步的，所述第二接觸層的材質(zhì)為鉬。
[0022]進一步的，所述第二接觸層采用原子沉積方式形成。
[0023]進一步的，所述第二接觸層的厚度范圍是10埃?50埃。
[0024]進一步的，所述第三接觸層的材質(zhì)為鎳。
[0025]進一步的，所述第三接觸層采用原子沉積方式形成。
[0026]進一步的，所述第三接觸層的厚度范圍是50埃?200埃。
[0027]進一步的，所述退火工藝的溫度范圍是200攝氏度?300攝氏度。
[0028]進一步的,所述退火工藝時間范圍是0.2s?30s。
[0029]進一步的，在采用退火工藝對所述第三接觸層進行處理之后，形成連接線之前，對所述第三接觸層進行清理處理。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:在刻蝕層間介質(zhì)層暴露出半導(dǎo)體襯底之后，接著在暴露出的半導(dǎo)體襯底表面形成接觸層，對所述接觸層進行退火處理，使接觸層能夠擴散至半導(dǎo)體襯底內(nèi)，從而降低后續(xù)形成連接線與所述半導(dǎo)體襯底之間的接觸電阻。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1至圖3為現(xiàn)有技術(shù)中形成連接線過程中的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明一實施例中連接線的形成方法的流程圖；
[0033]圖5至圖7本發(fā)明一實施例中形成連接線過程中的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

【具體實施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的連接線的形成方法作進一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。
[0035]請參考圖4，在本實施例中，提出一種連接線的形成方法，包括步驟:
[0036]SlOO:提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100上設(shè)有多個器件結(jié)構(gòu)，所述器件結(jié)構(gòu)之間暴露出部分半導(dǎo)體襯底100，在所述器件結(jié)構(gòu)、暴露出的半導(dǎo)體襯底100表面形成有層間介質(zhì)層600，如圖5所示；
[0037]其中，所述器件結(jié)構(gòu)為閃存結(jié)構(gòu)，所述閃存結(jié)構(gòu)自下而上包括浮柵210、閃存介質(zhì)層300以及控制柵220 ;在所述閃存結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成有側(cè)墻400，所述側(cè)墻400的材質(zhì)為氮化硅或氧化硅，用于隔離所述閃存結(jié)構(gòu)；在所述控制柵220的表面形成有自對準(zhǔn)區(qū)500，所述自對準(zhǔn)區(qū)500能夠降低后續(xù)形成的連接線與其之間的接觸電阻。
[0038]S200:刻蝕所述層間介質(zhì)層600，暴露出所述器件結(jié)構(gòu)的頂部和部分半導(dǎo)體襯底100，如圖6所示；
[0039]其中，刻蝕層間介質(zhì)層600暴露出所述自對準(zhǔn)區(qū)500以及半導(dǎo)體襯底100均是為了后續(xù)能夠形成連接線。
[0040]S300:在暴露的半導(dǎo)體襯底100的表面形成接觸層，如圖6所示；
[0041]在本實施例中，所述接觸層自下而上依次包括第一接觸層710、第二接觸層720以及第三接觸層730 ;所述第一接觸層710的材質(zhì)為硅或鍺硅，采用外延方式形成，其厚度范圍是10埃?30埃，例如是20埃，所述第一接觸層710的能夠與所述半導(dǎo)體襯底100接觸良好；所述第二接觸層720的材質(zhì)為鉬，采用原子沉積方式形成，其厚度范圍是10埃?50埃，例如是30埃，所述第二接觸層720能夠使后續(xù)形成的第三接觸層730與其有良好的接觸；所述第三接觸層730的材質(zhì)為鎳，同樣采用原子沉積方式形成，其厚度范圍是50埃?200埃，例如是100埃。
[0042]S400:采用退火工藝對所述第一接觸層710、第二接觸層720和第三接觸層730進行處理；
[0043]進行退火處理的目的是為了讓所述第一接觸層710、第二接觸層720和第三接觸層730與所述半導(dǎo)體襯底100發(fā)生反應(yīng)，形成低阻值的硅化鎳(NiSi) 740，從而能夠起到降低接觸電阻的目的；其中，所述退火工藝的溫度范圍是200攝氏度?300攝氏度，例如是250攝氏度；所述退火工藝時間范圍是0.2s?30s，例如是1s ;所述退火工藝可以在充滿氮氣的環(huán)境進行。
[0044]在本實施例中，在采用退火工藝對所述第三接觸層730進行處理之后，形成連接線之前，對所述第三接觸層730進行清理處理，用于去除未參與反應(yīng)的第三接觸層730。
[0045]S500:在所述器件結(jié)構(gòu)的頂部以及第三接觸層730的表面形成連接線800，如圖7所示；
[0046]其中，所述連接線800形成于所述自對準(zhǔn)區(qū)500和第三接觸層730的表面，由于步驟S400中采用的退火工藝溫度較低，不會對所述自對準(zhǔn)區(qū)500早上損傷，也就不會使所述連接線800與所述自對準(zhǔn)區(qū)500之間的接觸電阻增加；同時，由于所述連接線800與所述半導(dǎo)體襯底100之間形成有第一接觸層、第二接觸層和第三接觸層，能夠很好的降低所述連接線800與所述半導(dǎo)體襯底100之間的接觸電阻。
[0047]綜上，在本發(fā)明實施例提供的連接線的形成方法中，在刻蝕層間介質(zhì)層暴露出半導(dǎo)體襯底之后，接著在暴露出的半導(dǎo)體襯底表面依次形成第一接觸層、第二接觸層和第三接觸層，對所述第一接觸層、第二接觸層和第三接觸層進行退火處理，使第三接觸層能夠擴散至第一接觸層、第二接觸層以及半導(dǎo)體襯底內(nèi)，從而降低后續(xù)形成連接線與所述半導(dǎo)體襯底之間的接觸電阻。
[0048]上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不對本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對本發(fā)明揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種連接線的形成方法，包括步驟: 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上設(shè)有多個器件結(jié)構(gòu)，所述器件結(jié)構(gòu)之間暴露出部分半導(dǎo)體襯底，在所述器件結(jié)構(gòu)、暴露出的半導(dǎo)體襯底表面形成有層間介質(zhì)層； 刻蝕所述層間介質(zhì)層，暴露出所述器件結(jié)構(gòu)的頂部和部分半導(dǎo)體襯底； 在暴露的半導(dǎo)體襯底的表面形成接觸層； 采用退火工藝對所述接觸層進行處理； 在所述器件結(jié)構(gòu)的頂部以及接觸層的表面形成連接線。
2.如權(quán)利要求1所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述器件結(jié)構(gòu)為閃存結(jié)構(gòu)，包括浮柵、閃存介質(zhì)層以及控制柵。
3.如權(quán)利要求2所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述控制柵表面形成有自對準(zhǔn)區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述器件結(jié)構(gòu)的側(cè)壁形成有側(cè)墻。
5.如權(quán)利要求4所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述側(cè)墻的材質(zhì)為氮化硅或氧化硅。
6.如權(quán)利要求1所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述接觸層自下而上依次包括第一接觸層、第二接觸層以及第三接觸層。
7.如權(quán)利要求6所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述第一接觸層的材質(zhì)為硅或鍺娃。
8.如權(quán)利要求7所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述第一接觸層采用外延方式形成。
9.如權(quán)利要求7所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述第一接觸層的厚度范圍是10埃?30埃。
10.如權(quán)利要求6所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述第二接觸層的材質(zhì)為鉬。
11.如權(quán)利要求10所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述第二接觸層采用原子沉積方式形成。
12.如權(quán)利要求10所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述第二接觸層的厚度范圍是10埃?50埃。
13.如權(quán)利要求6所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述第三接觸層的材質(zhì)為鎳。
14.如權(quán)利要求13所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述第三接觸層采用原子沉積方式形成。
15.如權(quán)利要求13所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述第三接觸層的厚度范圍是50埃?200埃。
16.如權(quán)利要求1所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述退火工藝的溫度范圍是200攝氏度?300攝氏度。
17.如權(quán)利要求16所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述退火工藝時間范圍是0.2s ?30so
18.如權(quán)利要求1所述的連接線的形成方法，其特征在于，在采用退火工藝對所述第三接觸層進行處理之后，形成連接線之前，對所述第三接觸層進行清理處理。
【文檔編號】H01L21/768GK104425364SQ201310407726
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】吳兵 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司