連接線的形成方法
【專利摘要】本發明提出一種連接線的形成方法，在刻蝕層間介質層暴露出半導體襯底之后，接著在暴露出的半導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體襯底內，從而降低后續形成連接線與所述半導體襯底之間的接觸電阻。
【專利說明】 連接線的形成方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種連接線的形成方法。
【背景技術】
[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形成的結構相連。現有工藝中，在形成連接線之前通常會在柵極上形成自對準區，接著在自對準區處形成連接線。一方面自對準區便于形成連接線，另一方面由于自對準區摻有鎳等雜質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，現有工藝中連接線的形成方法包括步驟:提供半導體襯底10 ;在所述半導體襯底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、閃存介質層30以及控制柵22，在兩個所述閃存器件之間形成有側墻40，所述側墻40緊貼所述閃存器件的側壁，所述側墻40之間暴露出部分半導體襯底10 ;在所述控制柵22的表面形成有自對準區50，所述自對準區50的材質為硅化鎳(NiSi )，其厚度范圍是500埃?900埃，其目的是降低控制柵22的電阻；在所述自對準區50、側墻40以及半導體襯底10的表面形成有層間介質層60 ;接著，請參考圖2，刻蝕所述層間介質層60，暴露出部分自對準區50以及半導體襯底10，接著涂覆光阻61將暴露出的部分自對準區50遮擋住；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體襯底10內；接著，采用高溫退火工藝對所述半導體襯底10進行退火處理；接著在所述自對準區50以及半導體襯底10的表面形成連接線70。
[0004]如上文所述，所述自對準區50形成在控制柵22表面，在形成所述連接線70時所述自對準區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。然而，所述半導體襯底10的表面并未形成自對準區50，當所述連接線70直接形成在所述半導體襯底10的表面時，接觸電阻將會達到幾十歐姆。因此，現有技術中會對不同器件進行不同的離子注入，用于降低連接線70與半導體襯底10的接觸電阻。當離子注入之后，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區50造成傷害，致使自對準區50電阻變大。
[0005]因此，如何同時降低半導體襯底-連接線和自對準區-連接線的接觸電阻便成為本領域技術人員急需解決的技術問題。
【發明內容】
[0006]本發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體襯底之間的接觸電阻。
[0007]為了實現上述目的，本發明提出一種連接線的形成方法，包括步驟:
[0008]提供半導體襯底，所述半導體襯底上設有多個器件結構，所述器件結構之間暴露出部分半導體襯底，在所述器件結構、暴露出的半導體襯底表面形成有層間介質層；
[0009]刻蝕所述層間介質層，暴露出所述器件結構的頂部和部分半導體襯底；
[0010]在暴露的半導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]在所述器件結構的頂部以及接觸層的表面形成連接線。
[0013]進一步的，所述器件結構為閃存結構，包括浮柵、閃存介質層以及控制柵。
[0014]進一步的，所述控制柵表面形成有自對準區。
[0015]進一步的，所述器件結構的側壁形成有側墻。
[0016]進一步的，所述側墻的材質為氮化硅或氧化硅。
[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]與現有技術相比，本發明的有益效果主要體現在:在刻蝕層間介質層暴露出半導體襯底之后，接著在暴露出的半導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體襯底內，從而降低后續形成連接線與所述半導體襯底之間的接觸電阻。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1至圖3為現有技術中形成連接線過程中的結構剖面示意圖；
[0032]圖4為本發明一實施例中連接線的形成方法的流程圖；
[0033]圖5至圖7本發明一實施例中形成連接線過程中的結構剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的連接線的形成方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[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:提供半導體襯底100，所述半導體襯底100上設有多個器件結構，所述器件結構之間暴露出部分半導體襯底100，在所述器件結構、暴露出的半導體襯底100表面形成有層間介質層600，如圖5所示；
[0037]其中，所述器件結構為閃存結構，所述閃存結構自下而上包括浮柵210、閃存介質層300以及控制柵220 ;在所述閃存結構的側壁形成有側墻400，所述側墻400的材質為氮化硅或氧化硅，用于隔離所述閃存結構；在所述控制柵220的表面形成有自對準區500，所述自對準區500能夠降低后續形成的連接線與其之間的接觸電阻。
[0038]S200:刻蝕所述層間介質層600，暴露出所述器件結構的頂部和部分半導體襯底100，如圖6所示；
[0039]其中，刻蝕層間介質層600暴露出所述自對準區500以及半導體襯底100均是為了后續能夠形成連接線。
[0040]S300:在暴露的半導體襯底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的能夠與所述半導體襯底100接觸良好；所述第二接觸層720的材質為鉬，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與所述半導體襯底100發生反應，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的第三接觸層730。
[0045]S500:在所述器件結構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形成于所述自對準區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，不會對所述自對準區500早上損傷，也就不會使所述連接線800與所述自對準區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與所述半導體襯底100之間的接觸電阻。
[0047]綜上，在本發明實施例提供的連接線的形成方法中，在刻蝕層間介質層暴露出半導體襯底之后，接著在暴露出的半導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體襯底內，從而降低后續形成連接線與所述半導體襯底之間的接觸電阻。
[0048]上述僅為本發明的優選實施例而已，并不對本發明起到任何限制作用。任何所屬【技術領域】的技術人員，在不脫離本發明的技術方案的范圍內，對本發明揭露的技術方案和技術內容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發明的技術方案的內容，仍屬于本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種連接線的形成方法，包括步驟: 提供半導體襯底，所述半導體襯底上設有多個器件結構，所述器件結構之間暴露出部分半導體襯底，在所述器件結構、暴露出的半導體襯底表面形成有層間介質層； 刻蝕所述層間介質層，暴露出所述器件結構的頂部和部分半導體襯底； 在暴露的半導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； 在所述器件結構的頂部以及接觸層的表面形成連接線。
2.如權利要求1所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述器件結構為閃存結構，包括浮柵、閃存介質層以及控制柵。
3.如權利要求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區。
4.如權利要求1所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述器件結構的側壁形成有側墻。
5.如權利要求4所述的連接線的形成方法，其特征在于，所述側墻的材質為氮化硅或氧化硅。
6.如權利要求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為硅或鍺娃。
8.如權利要求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為鉬。
11.如權利要求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為鎳。
14.如權利要求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 優先權日:2013年9月9日
【發明者】吳兵 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司