形成含鈦黏著層的方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種形成一含鈦黏著層的方法，主要是進(jìn)行一氮離子植入步驟，將氮離子經(jīng)由接觸開(kāi)口植入至一含有硼離子的離子摻雜區(qū)域與含鈦黏著層間的介面區(qū)域，以形成一含氮離子的離子摻雜區(qū)域。其次，以ＴｉＣｌ＃－［４］為基底并以化學(xué)氣相沉積法（ＣＶＤ）共形地沉積一含鈦黏著層于該含氮離子的離子摻雜區(qū)域的表面上。由于，化學(xué)氣相沉積法使用的溫度較高，造成含氮離子的離子摻雜區(qū)域與含鈦黏著層的介面間有離子擴(kuò)散的現(xiàn)象，使得鈦離子與氮離子接觸而在介面上形成一氮化鈦層。由于有含氮離子的離子摻雜區(qū)域以及氮化鈦層的存在，使得硼離子無(wú)法通過(guò)上述區(qū)域擴(kuò)散至含鈦黏著層中，因此可以避免因?yàn)樾纬膳鸹伓斐傻膯?wèn)題，而可減少硼離子擴(kuò)散至含鈦黏著層。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)有關(guān)一種形成具有含鈦黏著層的方法，特別是有關(guān)一種可以減少硼離子擴(kuò)散至含鈦黏著層的方法。(2)
技術(shù)介紹
最近幾年，集成電路已發(fā)展至次0.18微米制程，由于尺寸的縮小，使得接觸插塞寬度也必須縮小，因而使得高寬比例(aspect ratio)也變大。一般在形成接觸插塞時(shí)，為了增加插塞與其他材質(zhì)間的黏接會(huì)使用一含鈦黏著層。傳統(tǒng)的是以離子化金屬等離子體法(Ionized MetalPlasma，IMP)為主。但是由于尺寸的縮小，接觸開(kāi)口(contact opening)寬度亦變窄，使得在以離子化金屬等離子體法沉積黏著層時(shí)，容易在接觸開(kāi)口上緣堆積，以致于形成不必要的孔洞(void)。詳述如下，首先提供一底材10，如圖1所示，在一底材10的上有一P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管，此PMOS晶體管有一基極20、一集電極30、一發(fā)射極40，以及基極側(cè)壁50，在基極20、集電極30、及發(fā)射極40上各有一硅化金屬層(70，80，90)，比如硅化鈷層，用以增加導(dǎo)電性。在PMOS晶體管上有一介電層100，在介電層100中形成一接觸開(kāi)口以暴露出集電極的一部分區(qū)域。有一層以IMP方法形成的含鈦黏著層110覆蓋在介電層100與此接觸開(kāi)口的表面。由于黏著層110部分堆積在接觸開(kāi)口上緣以致于近乎形成一孔洞120。為避免發(fā)生上述的孔洞，最近的方法是以TiCl4為基底，用化學(xué)氣相沉積法來(lái)形成含鈦黏著層。如圖2所示，此方法可以共形地(conformally)沉積一含鈦黏著層110于接觸洞表面210，并且避免孔洞的發(fā)生。但是由于化學(xué)氣相沉積法必須使用較高的溫度，大約550℃至800℃，會(huì)使得PMOS中的硼離子擴(kuò)散至黏著層中，而與鈦離子作用形成硼化鈦(TiB)層220，此將造成引發(fā)電位(trigger volt)增加、飽和電阻增加、飽和電流減少等問(wèn)題，以致造成此PMOS晶體管效率下降。因此，為增進(jìn)PMOS晶體管的效率，必須避免此硼離子擴(kuò)散至該黏著層內(nèi)。(3)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的一目的是提供一種形成一含鈦黏著層的方法。本專(zhuān)利技術(shù)的另一目的一種減少硼離子擴(kuò)散至含鈦黏著層的方法。根據(jù)以上目的，本專(zhuān)利技術(shù)提出一方法，主要包括下列步驟首先，提供一結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)上包括一P型離子摻雜區(qū)域，比如一PMOS晶體管的集電極或者發(fā)射極。在此P型離子摻雜區(qū)域上還可包括一層硅化金屬，比如硅化鈷，以增加電導(dǎo)性。一介電層覆蓋在該P(yáng)型離子摻雜區(qū)域之上。其次，在此介電層中，形成一接觸開(kāi)口(contact opening)，以露出該P(yáng)型離子摻雜區(qū)域的部份區(qū)域。然后，進(jìn)行一氮離子植入步驟，將氮離子經(jīng)由接觸開(kāi)口植入至該P(yáng)型離子摻雜區(qū)域的部分區(qū)域，以形成一含氮離子的離子摻雜區(qū)域。其次，以TiCl4為基底并以化學(xué)氣相沉積法(CVD)共形地沉積一含鈦黏著層于介電層、接觸開(kāi)口、以及含氮離子的離子摻雜區(qū)域的表面上。由于，化學(xué)氣相沉積法使用的溫度較高，造成含氮離子的離子摻雜區(qū)域與含鈦黏著層的介面間有離子擴(kuò)散的現(xiàn)象，使得鈦離子與氮離子接觸而在介面上形成一氮化鈦(TiN)層。由于有含氮離子的離子摻雜區(qū)域以及氮化鈦層的存在，使得硼離子無(wú)法通過(guò)上述區(qū)域擴(kuò)散至含鈦黏著層中，因此可以避免因?yàn)樾纬膳鸹?TiB)而造成的問(wèn)題。(4)附圖說(shuō)明圖1是傳統(tǒng)的以離子化金屬等離子體法形成含鈦黏著層的示意圖；圖2是傳統(tǒng)的以化學(xué)氣相沉積法形成含鈦黏著層的示意圖；圖3A至圖3C本專(zhuān)利技術(shù)的以氮離子植入及化學(xué)氣相沉積法示意圖。(5)具體實(shí)施方式本專(zhuān)利技術(shù)的較佳實(shí)施例將詳細(xì)討論如后。實(shí)施例是用以描述使用本專(zhuān)利技術(shù)的一特定范例，并非用以限定本專(zhuān)利技術(shù)的范圍。本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種含鈦黏著層的形成方法，該方法大致可以分成下列的幾個(gè)步驟。首先，提供一組底材結(jié)構(gòu)，在上述的底材結(jié)構(gòu)上具有一組第一型離子摻雜區(qū)域，且第一型離子摻雜區(qū)域上具有一層硅化金屬層。其中，上述的第一型離子摻雜層可以是一種p型離子摻雜區(qū)域。接著，經(jīng)由一個(gè)離子植入的步驟，將一種第二型的離子植入至上述的硅化金屬層中。其中，上述的第二型離子可以是氮離子。最后，共形地形成一層含鈦黏著層于上述的硅化金屬層之上。在上述的p型離子摻雜區(qū)域可以是一種硼離子摻雜區(qū)域。本專(zhuān)利技術(shù)的特點(diǎn)之一是，上述的第二型離子植入的部分可以有效防止在上文中所述的硼離子擴(kuò)散至含鈦黏著層的現(xiàn)象發(fā)生。根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施例將敘述如下。本專(zhuān)利技術(shù)提出一種減少硼離子擴(kuò)散至含鈦黏著層的方法，該方法至少包括下列步驟首先，如圖3A所示，提供一底材10，在底材10上有一P型金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管，該P(yáng)MOS晶體管有一基極20、一集電極30、一發(fā)射極40、以及基極側(cè)壁50，在基極20、集電極30、及發(fā)射極40的表面上均沉積一層硅化金屬(70，80，90)，比如硅化鈷，以增加電導(dǎo)性。PMOS晶體管之間以場(chǎng)氧化層(field oxide)60作為隔離。然后，沉積一介電層100覆蓋在該P(yáng)MOS晶體管之上。其次，在此介電層100中，形成一接觸開(kāi)口(contact opening)310，以露出集電極30上的硅化金屬層90的部份區(qū)域。然后，進(jìn)行一氮離子植入步驟，將氮離子經(jīng)由接觸開(kāi)口310植入至硅化金屬層90的部份區(qū)域，形成一含氮離子的硅化金屬區(qū)域320，如圖3B所示。其次，以TiCl4為基底并以化學(xué)氣相沉積法(CVD)共形地沉積一含鈦黏著層330于介電層100、接觸開(kāi) 310、以及含氮離子的硅化金屬區(qū)域320的表面上，如圖3C所示。由于化學(xué)氣相沉積法使用的溫度較高，造成含氮離子的硅化金屬區(qū)域320與含鈦黏著層330的介面間有離子擴(kuò)散的現(xiàn)象，使得鈦離子與氮離子接觸而在介面上形成一氮化鈦(TiN)層340，如圖3C所示。由于有含氮離子的硅化金屬區(qū)域320以及氮化鈦層340的存在，使得PMOS晶體管中的硼離子無(wú)法通過(guò)上述區(qū)域擴(kuò)散至含鈦黏著層330中，因此可以避免因?yàn)樾纬膳鸹?TiB)而造成的問(wèn)題。之后，可以再形成金屬插塞于接觸開(kāi)口內(nèi)，以利后續(xù)內(nèi)連線(xiàn)的制程。值得注意的是，雖然，此處本專(zhuān)利技術(shù)是使用化學(xué)氣相沉積法，但是顯然任何其可以形成黏著層的方法亦可適用。另外，氮離子雖然是植入在一硅化金屬層中，但并不表示此硅化金屬層是一定需要的。換句話(huà)說(shuō)，一個(gè)含有硼離子的離子植入?yún)^(qū)與含鈦黏著層間的介面區(qū)域就是我們認(rèn)為需要進(jìn)行一氮離子植入的區(qū)域。以上所述僅為本專(zhuān)利技術(shù)的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本專(zhuān)利技術(shù)的申請(qǐng)專(zhuān)利范圍；凡其它未脫離本專(zhuān)利技術(shù)所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包括在權(quán)利要求所限定專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種形成含鈦黏著層的方法，其特征在于，至少包括下列步驟： 提供一結(jié)構(gòu)，包括有一底材，該底材上有一ｐ型離子摻雜區(qū)域，該ｐ型離子摻雜區(qū)域上有一硅化金屬層； 形成一介電層于該結(jié)構(gòu)上，以覆蓋該底材、該ｐ型離子摻雜區(qū)域、以及該硅化金屬層； 形成一接觸開(kāi)口于該介電層內(nèi)，以裸露出該硅化金屬層的一部份區(qū)域； 進(jìn)行一離子植入，將多個(gè)離子經(jīng)由該接觸開(kāi)口植入至該硅化金屬層的該部份區(qū)域內(nèi)；以及 共形地形成一含鈦黏著層于該介電層與該硅化金屬層的該部份區(qū)域的表面上。

【技術(shù)特征摘要】
US 2002-3-26 10/105,4031.一種形成含鈦黏著層的方法，其特征在于，至少包括下列步驟提供一結(jié)構(gòu)，包括有一底材，該底材上有一p型離子摻雜區(qū)域，該p型離子摻雜區(qū)域上有一硅化金屬層；形成一介電層于該結(jié)構(gòu)上，以覆蓋該底材、該p型離子摻雜區(qū)域、以及該硅化金屬層；形成一接觸開(kāi)口于該介電層內(nèi)，以裸露出該硅化金屬層的一部份區(qū)域；進(jìn)行一離子植入，將多個(gè)離子經(jīng)由該接觸開(kāi)口植入至該硅化金屬層的該部份區(qū)域內(nèi)；以及共形地形成一含鈦黏著層于該介電層與該硅化金屬層的該部份區(qū)域的表面上。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括沉積一金屬層以填滿(mǎn)該接觸開(kāi)口以形成一接觸插塞。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述p型離子摻雜區(qū)域?yàn)橐慌痣x子摻雜區(qū)域。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅化金屬至少包括硅化鈷。5.如權(quán)利要求1所述的方法，在離子植入步驟中的該等離子系氮離子。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含鈦黏著層是以化學(xué)氣相層積法形成。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)氣相層積法是在約550℃至約800℃進(jìn)行。8.一種在P型金氧半電晶體上形成含鈦黏著層的方法，其特征在于，該方法至少包括下列步驟提供一結(jié)構(gòu)，包括有一底材，該底材上有一P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，該P(yáng)型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管有一P型離子摻雜區(qū)域，該離子摻雜區(qū)域上有一硅化金屬層；形成一介電層于該結(jié)構(gòu)內(nèi)，以覆蓋該底材以及該P(yáng)型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管；形成一接觸開(kāi)口于該介電層上，以裸露出該硅化金屬層的一部份區(qū)域；進(jìn)行一離子植入，將氮離子經(jīng)由該接觸開(kāi)口植入至該硅化金屬層的該部份區(qū)域內(nèi)；以及共形地形成一含鈦黏著層于該介電層與該硅化金屬層的該部份區(qū)域的表面上。...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳東波，程冠倫，林建廷，郝洺音，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：聯(lián)華電子股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：71[中國(guó)|臺(tái)灣]