專利名稱：Mos器件結構及其制造方法
技術領域：
本發明涉及集成電路以及用于半導體器件制造的工藝。更具體地說，本 發明提供了一種用于制造硅化物和非硅化物MOS晶體管結構的方法和設 備，但是應該明白，本發明具有更廣的應用范圍。
背景技術：
集成電路已從制造在硅單芯片上的少數互連器件發展到數百萬的器件。 現在的集成電路提供了遠遠超過最初想象的性能和復雜度。為了實現對復雜 度和電路密度(即，能封裝到給定芯片面積上的器件數目)的提高，也稱作 器件"幾何形狀"的最小的器件特征尺寸隨著每一代集成電路而變小。
提高電路密度不僅提高了集成電路的復雜度和性能，還向消費者提供了 更低成本的部件。集成電路或芯片的制造設備可價值數億甚至數十億美元。 每個制造設備會具有一定的晶片產量，并且在每個晶片上會具有一定數目的 集成電路。因此，通過使集成電路的單個器件更小，可在每個晶片上制造更 多的器件，由此增加了制造設備的產量。由于在集成電路制造中使用的每個 工藝都具有局限性，所以使器件更小很有挑戰性。也就是說，給定的工藝通 常僅適于確定的特征尺寸，因此，需要改變工藝或者器件布局。此外，由于 器件要求越來越快的設計，在確定的傳統工藝和材料中，存在著工藝限制。
具有根據給定的特征尺寸的局限性的工藝的一個例子是用于MOS晶體 管器件的接觸結構的形成。通常利用金屬硅化物層形成這種接觸結構。通常 利用復雜的技術來形成這種金屬硅化物層。關于傳統MOS晶體管器件的這 些以及其它局限性可以在本說明書中且更具體地在下文中找到。
從上面的說明可以看出，期望一種用于加工半導體器件的改進技術。
發明內容
根據本發明，提供了用于處理用于半導體器件制造的集成電路的技術。 更具體地說，本發明提供了一種用于制造硅化物和非硅化物MOS晶體管結構的方法和設備，但是應該明白，本發明具有更廣的應用范圍。
在特定實施例中，本發明提供了一種用于制造例如CMOS圖像傳感器 的集成電路器件的方法。該方法包括提供半導體襯底，該襯底具有第一器 件區和第二器件區。在特定實施例中，該襯底選自硅襯底、絕緣體上硅襯底 以及外延晶片。該方法包括在第一器件區與第二器件區之間形成溝槽隔離 結構。該方法還形成位于第一器件區和第二器件區上的柵極多晶硅層。該方 法形成位于柵極多晶硅層上的硅化物層。該方法將硅化物層和柵極多晶硅層 圖案化，以形成第一器件區中的第一硅化物柵極結構和第二器件區中的第二 硅化物柵極結構。在特定實施例中，該方法形成第一硅化物柵極結構上的第 一側墻結構和第二硅化物柵極結構上的第二側墻結構。該方法還包括形成位 于第二硅化物柵極結構和第二器件區的暴露部分上的阻擋層。該方法形成位 于與第一硅化物柵極結構有關的第一源極區和第一漏極區上的硅化物材料。 在特定實施例中，該方法還包括利用阻擋層，保持與第二硅化物柵極結構有 關的第二源極區和第二漏極區沒有任何的硅化物。該方法剝離氧化物阻擋 層，以暴露第二源極區和第二漏極區。
通過本發明實現了超過傳統技術的許多優勢。例如，本技術提供了使用 依賴于傳統技術的工藝的便利。在某些實施例中，本方法提供了較高的每個 晶片上的管芯成品率。此外，本方法提供了與傳統工藝兼容的工藝，而無需 對傳統設備和工藝進行實質性的改變。根據特定實施例，本發明優選提供具 有硅化物和非硅化物區域的MOS晶體管結構。根據該實施例，可以獲得一 個或者多個益處。本文中更具體地說是下文中，將更全面說明這些以及其它 益處。
參考下面的詳細說明和附圖，可以更全面理解本發明的各種其它目的、 特征和優點。
圖1示出了 STI形成；
圖2示出了隧道氧化物膜和多晶硅沉積；圖3示出了C0 (或Ti)硅化物形成； 圖4示出了柵極圖案轉移(光刻和蝕刻)； 圖5示出了襯墊氧化物和間隔物形成； 圖6示出了圖案化的SAB氧化物形成；
圖7示出了第二Co (或Ti)硅化物形成工藝(Co (或Ti)沉積、退火 及剝離)；
圖8示出了去除SAB氧化物以形成目標結構。
具體實施例方式
根據本發明，提供了用于處理用于半導體器件制造的集成電路的技術。 更具體地說，本發明提供了一種用于制造硅化物和非硅化物MOS晶體管結 構的方法和設備，但是應該明白，本發明具有更廣的應用范圍。
下面概括說明根據本發明實施例的用于制造硅化物MOS器件結構的方法。
1. 提供例如硅晶片的半導體襯底，該襯底包括第一器件區和第二器件區 的襯底；
2. 在第一器件區與第二器件區之間形成溝槽隔離結構；
3. 形成位于第一器件區和第二器件區上的柵極多晶硅層；
4. 形成位于柵極多晶硅層上的硅化物層；
5. 圖案化硅化物層和柵極多晶硅層，以形成第一器件區中的第一硅化物 柵極結構和第二器件區中的第二硅化物柵極結構；
6. 形成第一硅化物柵極結構上的第一側墻結構和第二硅化物柵極結構 上的第二側墻結構；
7. 形成位于第二硅化物柵極結構和第二器件區的暴露部分上的阻擋層；
8. 形成位于與第一硅化物柵極結構有關的第一源極區和第一漏極區上的 硅化物材料；
9. 使用阻擋層保持與第二硅化物柵極結構有關的第二源極區和第二漏極 區沒有任何的硅化物；10. 剝離氧化物阻擋層，以暴露第土源極區和第二漏極區；以及
11. 按要求執行其它步驟。
以上面順序的步驟提供了根據本發明實施例的方法。在特定實施例中， 本發明提供了一種用于MOS晶體管的硅化物和非硅化物的源極漏極區。在 此，在不脫離權利要求的范圍的情況下，還可以提供增加步驟、去除一個或 多個步驟、或者以不同順序提供一個或者多個步驟的其它可選實施例。該方 法和結構的細節可以在本說明書中更具體地說在下文中找到。
圖1至圖8示出根據本發明實施例的用于形成MOS晶體管的方法。這 些示意圖僅作為例子，它們不應該不適當地限制權利要求的范圍。本技術領 域內的普通技術人員可以認識到其它變更、修改和替換。如圖所示，本發明 提供了一種用于制造例如CMOS圖像傳感器的集成電路器件的方法。該方法 包括提供具有第一器件區103和第二器件區105的半導體襯底100。在特 定實施例中，襯底選自硅襯底、絕緣體上硅襯底以及外延晶片。該方法包括 在第一器件區與第二器件區之間形成溝槽隔離結構101。在特定實施例中， 溝槽隔離區是淺溝槽隔離結構，通常稱為STI，但是也可以是其它結構。 在特定實施例中，該方法形成位于第一器件區和第二器件區上的柵極多晶硅 層107，如圖2的簡化示意圖所示。多晶硅層通常是在位摻雜、注入或者具 有其它雜質，以形成導電特性。當然，可以有其它變更、修改和替換。
在特定實施例中，該方法形成位于柵極多晶硅層上的硅化物層109，如 圖3的簡化示意圖所示。在特定實施例中，可以從諸如鈦、鈷、鴇或者鎳的 適當材料中選擇硅化物層。根據該實施例，可以沉積該材料然后對該材料進 行退火。
參考圖4，該方法將硅化物層和柵極多晶硅層圖案化，以形成第一器件 區中的第一硅化物柵極結構和第二器件區中的第二硅化物柵極結構。如圖所 示，圖案化的硅化物層405、 409設置在第一柵極結構407和第二柵極結構 401上。在特定實施例中，使用光致抗蝕劑技術和蝕刻來進行圖案化。根據 該實施例，與該柵極結構有關的溝道區可以具有0.18微米或者更小的設計規格。當然，可以有其它變更、修改和替換。
在特定實施例中，如圖5所示，該方法形成第一硅化物柵極結構上的第
一側墻結構500和第二硅化物柵極結構上的第二側墻結構501。使用諸如氮 化硅、二氧化硅、通常被稱為TEOS的原硅酸四乙酯等氧化物層的沉積，形 成側墻結構。根據本發明實施例，對該沉積層進行各向異性蝕刻，以形成側 墻結構。根據實施例，利用注入工藝，形成源極和漏極區。
參考圖6，該方法還包括形成位于第二硅化物柵極結構和第二器件區的 暴露部分上的阻擋層601。使用在襯底的暴露表面上沉積的氧化物膜和/或者 TEOS，進行圖案化來制作該阻擋層。該方法掩蔽阻擋層的區域601,而暴露 出為暴露第一器件區中區域而要進行蝕刻的其它區域。
參考圖7，該方法形成位于與第一硅化物柵極結構有關的第一源極區和 第一漏極區上的硅化物材料701。硅化物材料可以是鎳、鈷或者鈦。 一旦形 成了硅化物材料。根據特定實施例，該方法執行退火工藝，以使硅化物材料 與硅材料的暴露部分形成合金。在特定實施例中，如圖8所示，該方法還包 括，使用阻擋層，保持與第二硅化物柵極結構801有關的第二源極區和第二 漏極區沒有任何的硅化物。該方法剝離氧化物阻擋層，以暴露第二源極區和 第二漏極區。利用濕法和/或者干法蝕刻工藝，剝離該氧化物阻擋層。該工藝 可以采用諸如氫氟酸、緩沖氫氟酸的含氟物質以及具有含氟物質的等離子 體。當然，可以有其它變更、修改和替換。
上面順序的步驟提供了根據本發明實施例的方法。在特定實施例中，本 發明提供了一種用于MOS晶體管的硅化物和非硅化物源極漏極區。在此， 在不脫離權利要求的范圍的情況下，還可以提供增加步驟、去除一個或多個 步驟或者以不同順序提供一個或者多個步驟的其它可選例。本方法和結構的 細節可以在本說明書中更具體地說在下文中找到。
還應該理解，在此描述的例子和實施例僅用于說明，因此，將啟示本技 術領域內技術人員進行各種顯而易見的修改或變化，且這些修改或變化應包 括在本申請的精神和范圍內并包括在所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種用于制造集成電路器件的方法，所述方法包括提供半導體襯底，所述襯底包括第一器件區和第二器件區；在所述第一器件區與所述第二器件區之間形成溝槽隔離結構；形成位于所述第一器件區和所述第二器件區上的柵極多晶硅層；形成位于所述柵極多晶硅層上的硅化物層；將所述硅化物層和柵極多晶硅層圖案化，以形成所述第一器件區中的第一硅化物柵極結構和所述第二器件區中的第二硅化物柵極結構；形成所述第一硅化物柵極結構上的第一側墻結構和所述第二硅化物柵極結構上的第二側墻結構；形成位于所述第二硅化物柵極結構和所述第二器件區的暴露部分上的阻擋層；形成位于與所述第一硅化物柵極結構有關的第一源極區和第一漏極區上的硅化物材料；使用阻擋層，保持與所述第二硅化物柵極結構有關的第二源極區和第二漏極區沒有任何的硅化物；以及剝離所述氧化物阻擋層，以暴露所述第二源極區和所述第二漏極區。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述阻擋層包括氧化物層。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中所述阻擋層包括TEOS氧化物。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中所述第一硅化物柵極結構是 所述第一器件區中的多個柵極結構中的一個。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中所述第二硅化物柵極結構是 所述第二器件區中的多個柵極結構中的一個。
6. 根據權利要求1所述的方法，其中所述第二硅化物柵極結構用 于CMOS圖像傳感器。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中所述第一硅化物柵極結構的 特征在于0.18微米或者更小的設計規格。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中所述阻擋層包括至少200埃 的TEOS材料。
9. 根據權利要求1所述的方法，其中所述硅化物層選自鈦、鈷、 鴇或者鎳。
10. 根據權利要求1所述的方法，其中所述剝離包括使所述阻擋層 經過含氟物質的處理。
11. 根據權利要求10所述的方法，其中所述含氟物質是氫氟酸或者
12. 根據權利要求10所述的方法，其中所述含氟物質得自等離子體 環境。
13. 根據權利要求1所述的方法，其中所述硅化物材料選自鈦、鈷 或者鎳。
14. 一種用于制造集成電路器件的方法，所述方法包括 提供半導體襯底，所述半導體襯底包括第一器件區和第二器件區； 在所述第一器件區與所述第二器件區之間形成溝槽隔離結構； 形成位于所述第一器件區和所述第二器件區上的柵極多晶硅層； 形成位于所述柵極多晶硅層上的硅化物層；將所述硅化物層和柵極多晶硅層圖案化，以形成所述第一器件區中的 第一硅化物柵極結構和所述第二器件區中的第二硅化物柵極結構；形成所述第一硅化物柵極結構上的第一側墻結構和所述第二硅化物柵 極結構上的第二側墻結構；形成位于所述第二硅化物柵極結構和所述第二器件區的暴露部分上的 阻擋層；形成位于與所述第一硅化物柵極結構有關的第一源極區和第一漏極區 上的硅化物材料；使用阻擋層，保持與所述第二硅化物柵極結構有關的第二源極區和第 二漏極區沒有任何的硅化物；以及 剝離所述氧化物阻擋層，以暴露所述第二源極區和所述第二漏極區， 從而形成包括所述硅化物第一源極區和所述硅化物第一漏極區的所述第一 硅化物柵極結構，并形成包括所述第二源極區和所述第二漏極區的所述第 二硅化物柵極結構。
15. 根據權利要求14所述的方法，其中所述阻擋層包括氧化物層。
16. 根據權利要求14所述的方法，其中所述阻擋層包括TEOS氧化物。
17. 根據權利要求14所述的方法，其中所述第一硅化物柵極結構是 在所述第一器件區中的多個柵極結構中的一個。
18. 根據權利要求14所述的方法，其中所述第二硅化物柵極結構是 在所述第二器件區中的多個柵極結構中的一個。
19. 根據權利要求14所述的方法，其中所述第二硅化物柵極結構用 于CMOS圖像傳感器。
全文摘要
一種用于制造集成電路器件的方法，包括提供半導體襯底，包括第一和第二器件區；在第一與第二器件區之間形成溝槽隔離結構；形成位于第一和第二器件區上的柵極多晶硅層；形成位于柵極多晶硅層上的硅化物層；將硅化物層和柵極多晶硅層圖案化，以形成第一器件區中的第一硅化物柵極結構和第二器件區中的第二硅化物柵極結構；形成第一硅化物柵極結構上的第一側墻結構和第二硅化物柵極結構上的第二側墻結構；形成位于第二硅化物柵極結構和第二器件區的暴露部分上的阻擋層；形成位于與第一硅化物柵極結構有關的第一源極區和第一漏極區上的硅化物材料；使用阻擋層，保持與第二硅化物柵極結構有關的第二源極區和第二漏極區沒有任何的硅化物；剝離氧化物阻擋層，以暴露第二源極區和第二漏極區。
文檔編號H01L21/822GK101202247SQ20061014745
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月14日 優先權日2006年12月14日
發明者洪中山, 蒲賢勇 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司