栅极形成方法

摘要

本发明公开了一种栅极形成方法，在衬底上淀积用作栅氧的二氧化硅之后，包括如下步骤：1)在所述二氧化硅上淀积一层多晶硅，而后在多晶硅上淀积另一层二氧化硅作为二氧化硅保护层；2)接着对所述多晶硅进行掺杂以达到预定的多晶硅的阻值；3)采用光刻工艺定义出栅极位置；4)利用步骤3中光刻工艺后留下的光刻胶图形为掩膜，将栅极位置处的去除所述多晶硅上的所述另一层二氧化硅，之后去胶清洗；5)进行金属硅化物形成工艺，在露出的多晶硅上形成金属硅化物；6)以金属硅化物为掩膜，刻蚀多晶硅形成栅极。

权利要求

1.一种栅极形成方法，其特征在于，在衬底上淀积用作栅氧的二氧化硅之后，包括如下步骤：

1)在所述二氧化硅上淀积一层多晶硅，而后在多晶硅上淀积另一层二氧化硅作为二氧化硅保护层；

2)接着对所述多晶硅进行杂质掺杂以达到预定的多晶硅的阻值；

3)采用光刻工艺定义出栅极位置；

4)利用步骤三中光刻工艺后留下的光刻胶图形为掩膜，将栅极位置处的去除所述多晶硅上的所述另一层二氧化硅，之后去胶清洗；

5)进行金属硅化物形成工艺，在露出的多晶硅上形成金属硅化物；

6)以步骤五中形成的金属硅化物为掩膜，进行依次刻蚀去除未被金属硅化物覆盖的二氧化硅保护层和多晶硅，剩余的多晶硅形成栅极。

2.按照权利要求1所述的栅极形成方法，其特征在于，所述步骤五中的金属硅化物形成工艺包括：在多晶硅上依次淀积金属钛和氮化钛；而后进行一次热退火，使金属钛和多晶硅反应生成钛金属硅化物；去除未反应的金属钛和氮化钛；进行二次退火，生成低阻相的钛金属硅化物。

3.按照权利要求2所述的栅极形成方法，其特征在于，所述一次退火的退火温度为

600-900℃，所述二次退火的退火温度为600-900℃。

4.按照权利要求1-3中任一项权利要求所述的栅极形成方法，其特征在于，所述步骤一中淀积的多晶硅的厚度为1000-2000埃。

5.按照权利要求1-3中任一项权利要求所述的栅极形成方法，其特征在于，所述步骤一中淀积的所述二氧化硅保护层的厚度为100-500埃。

6.按照权利要求4所述的栅极形成方法，其特征在于，所述步骤一中淀积的二氧化硅保护层的厚度为100-500埃。

7.按照权利要求1-3中任一项权利要求所述的栅极形成方法，其特征在于，所述步骤

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二中多晶硅的杂质掺杂中，掺杂后多晶硅中的杂质浓度为10 -10 个/cm。

说明书

栅极形成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种MOS晶体管的制备方法，特别涉及一种MOS晶体管制备中栅极形成方法。

背景技术

[0002] MOS晶体管是现在半导体制备中的基本元器件，其制备方法中形成一套常见的工艺方法。在栅极接触制备中，为实现较好的栅极和接触孔电极之间的金属接触，通常会在栅极形成之后进行金属硅化物形成工艺，通过在栅极上形成低阻的金属硅化物来改善与金属之间的接触电阻。现有的栅极形成和金属硅化物形成流程为(见图1)：

[0003] 1)在作为栅氧的二氧化硅上淀积一层多晶硅，并进行掺杂以达到预定的阻值；

[0004] 2)用光刻掩膜版和光刻工艺定义出栅极区域，并以光刻形成的光刻胶图形为掩膜进行刻蚀形成多晶硅栅极；

[0005] 3)之后进行源漏区的掺杂形成晶体管的源区和漏区；

[0006] 4)用另一光刻掩膜版和光刻工艺定义金属硅化物保护氧化膜的区域，栅极区域覆盖光刻胶；

[0007] 5)氧化在栅极区域之外形成金属硅化物保护氧化膜；

[0008] 6)进行金属硅化物形成工艺，使栅极上形成金属硅化物。

[0009] 上述制备流程的缺点为：在栅极形成和金属硅化物形成中需要两块光刻掩模版，并需要进行两次光刻工艺；金属硅化物工艺位于栅极刻蚀完成之后，为两个完全独立的工艺模块，由此导致制备成本较高

发明内容

[0010] 本发明要解决的技术问题是提供一种栅极形成方法，其将栅极形成和金属硅化物形成集成在一起，降低生成成本。

[0011] 为解决上述技术问题，本发明的栅极形成方法，在衬底上淀积用作栅氧的二氧化硅之后，包括如下步骤：

[0012] 1)在所述二氧化硅上淀积一层多晶硅，而后在多晶硅上淀积另一层二氧化硅作为二氧化硅保护层；

[0013] 2)接着对所述多晶硅进行杂质掺杂以达到预定的多晶硅的阻值；

[0014] 3)采用光刻工艺定义出栅极位置；

[0015] 4)利用步骤三中光刻工艺后留下的光刻胶图形为掩膜，将栅极位置处的去除所述多晶硅上的所述另一层二氧化硅，之后去胶清洗；

[0016] 5)进行金属硅化物形成工艺，在露出的多晶硅上形成金属硅化物；

[0017] 6)以步骤五中形成的金属硅化物为掩膜，进行依次刻蚀去除未被金属硅化物覆盖的二氧化硅保护层、多晶硅至用作栅氧的二氧化硅上，剩余的多晶硅形成栅极。

[0018] 本发明的栅极形成方法，将栅极制备和栅极上的金属硅化物形成集成在一道工序中，仅需要一块光刻掩膜版并进行一次光刻，故降低了生产成本。同时，由于金属硅化物只在栅级上形成，因此避免了栅级与漏级之间由于金属硅化物相连而导致的短路问题。

附图说明

[0019] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

[0020] 图1为现有的栅极制备和栅极金属硅化物形成流程示意图；

[0021] 图2为本发明的栅极形成方法流程示意图；

[0022] 图3为实施本发明的方法中在多晶硅上淀积二氧化硅保护层及掺杂后的截面示意图；

[0023] 图4为实施本发明的方法中光刻工艺定义栅极位置后的截面示意图；

[0024] 图5为实施本发明的方法中去除到栅极位置处二氧化硅保护层后的截面示意图；

[0025] 图6为实施本发明的方法中金属硅化物形成后的截面示意图；

[0026] 图7为实施本发明的方法中栅极形成后的截面示意图。

具体实施方式

[0027] 本发明的栅极形成方法，其流程如下(见图2)：

[0028] 1、在衬底上生成作为栅氧的二氧化硅之后，在二氧化硅上淀积一层多晶硅，厚度大约1000-2000埃，并盖上一层100-500埃的氧化层作为二氧化硅保护层(文中成为二氧化硅保护层，)。

[0029] 2、透过二氧化硅保护层对多晶硅进行杂质掺杂(见图3)，使多晶硅的阻值达到设定的范围，掺杂中可用n型杂质离子也可用p型杂质离子，掺杂浓度视具体情况而定，一般15 20 3
掺杂后多晶硅中杂质浓度可为10 -10 个/cm 之间。

[0030] 3、利用光刻工艺(包括涂光刻胶，曝光以及显影等)定义出栅极位置。光刻显影后栅极位置的光刻胶去除，而保留位于栅极位置之外的光刻胶(见图4)。

[0031] 4、利用步骤三中形成的光刻胶图形作为掩膜层，刻蚀露出的多晶硅上的二氧化硅保护层直到露出多晶硅(见图5)。在刻蚀过程中，由于二氧化硅保护层很薄，故多晶硅的损伤不超过100埃。刻蚀可采用常规的湿法或干法工艺进行。

[0032] 5、接下来进行金属硅化物形成工艺，在露出的多晶硅上形成金属硅化物，而被二氧化硅保护层覆盖的区域则没有形成金属硅化物(见图6)。金属硅化物形成工艺为现有工艺，以金属钛为例，包括：淀积金属钛和氮化钛，厚度基本不超过1000埃；进行一次600-900℃的热退火，使金属钛和多晶硅反应生成一型的钛金属硅化物；然后把多余的钛和氮化钛去除，这一过程可以通过合适的液体进行湿法去除，合适的液体可为氨水混合液和硫酸混合液，；再进行二次退火，温度大概在600-900℃左右，一型的钛金属硅化物通过晶型转变生成二型低阻钛金属硅化物。

[0033] 6、以钛金属硅化物为掩膜层进行多晶硅的刻蚀，依次去除未被钛金属硅化物覆盖的二氧化硅保护层和多晶硅，形成多晶硅栅极(见图7)。

[0034] 这样，只需要通过一次光刻就可以同时形成钛金属硅化物与栅极。