Salicide 工艺技术是在标准的CMOS 工艺技术的基础上增加硅金属化的相关工艺步骤，Salicide 工艺步骤是完成源和漏离子注入后进行的。形成 Salicide 的基本工艺步骤是首先利用物理气相淀积（Physical Vapor Deposi-tion, PVD）在多晶硅栅和有源区上淀积一层金属（Ti、Co和 NiPt等）。然后进行两次快速热退火处理（RTA），以及一次选择性湿法刻蚀处理，最终在多晶硅表面和有源区表面形成 Salicide，金属硅化物包括TiSi_2，CoSi₂，和 NiPtSi 等薄膜。金属Ti，Co或 NiPt 不会跟介质材料反应形成金属硅化物，只会与直接接触的多晶硅和有源区反应形成金属硅化物。与Polycide 不同的是 Salicide 工艺技术会在多晶硅和有源区同时形成 Salicide，降低它们的方块电阻和接触电阻，在设计上可以得到更小串联电阻，减小 RC延时，提高电路的速度。

为什么需要两次 RTA呢？以Ti-Salicide 工艺为例，首先淀积一层Ti 薄膜，然后再淀积一层TiN 薄膜覆盖在Ti薄膜上，淀积TiN 薄膜的目的是防止Ti在快速热退火处理时流动。第一次 RTA-1 的温度比较低，只有450~650°C，Ti只会与有源区或者多晶硅的硅反应形成高阻态的金属硅化物 Ti2Si，它是体心斜方晶系结构，它是C49相，Ti不会和氧化硅反应生成金属硅化物，所以可以利用选择性湿法刻蚀去除表面的TiN 薄膜和氧化硅上没有反应的Ti薄膜。第二次 RTA-2温度很高，最低也要750°C，有的工艺平台要求高达950°， RTA-2 可以将C49相的高阻态金属硅化物Ti2Si转化为低阻的C54 相金属硅化物Ti2Si,C54相是面心斜方晶系结构，它的热力学特性很好，非常稳定。如果只通过一次RTA 生成低阻的金属硅化物TiSi₂，那么这个步骤的 RTA 的工艺温度会很高，在如此高温的环境下，硅可以沿着TiSi₂的晶粒边界进行扩散，导致氧化硅边界上面的TiSi₂过度生长，湿法刻蚀无法去除氧化物上的金属硅化物，而造成短路。图3-104所示为经过两次不同温度的RTA 工艺步骤，只在源、漏和栅上形成 Salicide。图 3-105 所示为只经过一次高温的RTA，在 STI 和侧墙上也形成Salicide，造成短路。

图3-106所示为Salicide 工艺技术中两次RTA 工艺的温度相位图。第一次RTA-1 使金属与硅反应形成相位C49的高阻态金属硅化物 Ti₂Si、CoSi_2、Ni₂PtSi，它的反应温度小于T₁，T₁（Ti）>T₁（Co）>T₁（NiPt）。然后用湿法刻蚀（刻蚀的酸是 NH₄OH和H₂O₂）去除氧化物上未反应的金属，防止桥连短路。第二次 RTA-2 需要更高的温度T₂，把相位C49 转化为C54的低阻金属硅化物生成TiSi₂ /CoSi₂/NiPtSi₂,T₂（Ti）>T₂（Co）>T₂（NiPt）。

Ti- Salicide 有一个致命的缺点，随着 Salicide 厚度的降低或者线宽的减小，Ti- Salicide 由C49相位转化为C54 相位的临界温度T₁会升高，而C54 相位发生团块化的临界温度T₂反而会降低，以致于会出现T₁=T₂的临界点，甚至会出现T₂小于T₁的情况，如图3-107所示。如果出现T₂小于T₁的情况，Ti-Salicide 出现C49相位后就会直接发生团块化，根本就不存在C54相位这个区间，也就是根本找不到降低金属硅化物电阻的工艺条件，所以只有大尺寸的工艺才会采用Ti-Salicide 工艺技术，例如特征尺寸0.5~0.25μm 的工艺技术。而Co-Salicide 可以有效避免这种直接发生团块化现象，所以特征尺寸0.18μm ~65nm 的工艺技术都采用Co-Salicide 工艺技术。另外由于特征尺寸为65nm 以下的工艺技术需要特别考虑热量的问题，所以选择 NiPt-Salicide 工艺技术，因为 NiPt-Salicide 工艺技术的 RTA 工艺温度比 Co-Salicide工艺低。

另外硅和金属还存在互扩散的问题，对于 Ti-Salieide 工艺技术，淀积的金属是 Ti，在形成硅化物的过程中，硅是主要扩散物，在边缘处可以参与反应的硅相对来说会少一点，所以边缘形成的金属硅化物的厚度就会相应变薄，那么边缘的薄层电阻就会相应变大，表现出来的特性就是金属硅化物的边缘的电阻较大；对于线宽为0.18μm以下的工艺技术，这种特性会非常严重。除了边界处金属硅化物电阻增大的问题，另外硅会扩散到金属上，引起的桥接问题。由于硅扩散到金属中的速度大于金属扩散到硅中的速度，所以金属硅化物不仅会在金属与硅的直接接触面形成，还会在氧化物上形成造成桥接，例如 STI和侧墙上。虽然 STI和侧墙上Ti金属并不与硅直接接触，当初始的硅金属化反应发生在纯N₂气氛中进行时，可以阻止硅化物在横向上的生长。另外金属 Co和NiPt 可以有效地避免上述敬应，这是0.18μm -65nm 工艺技术选择用Co代替T的原因。

Co-Salicide 对线宽控制比 Ti-Salicide 好，RTA-1 的温度是300~370°C，形成C49相位的金属硅化物Co₂Si，当温度大约为500°时Co₂Si转化为CoSi，然后在700°C或者更高的温度下形成C54相位的金属硅化物CoSi₂。在低温时Co是主要扩散物，Co进入界面与硅反应，这样Co₂Si横向扩散比Ti₂Si的小，但是在高温时CoSi转化为CoSi₂，硅是主要扩散物。

掺杂类型会对 Salicide 的阻值产生影响，n型区和p型区的方块电阻是不同。对于n型区，会形成较薄的金属硅化物，所以n型区的方块电阻较大，而p型区的情况相反，所以设计上要区分n型或者p型电阻。

另外杂质在 Salicide 中的扩散速度非常快，所以在多晶硅中的掺杂物容易进入金属硅化物层，而流串至其他地方。多晶硅会因为掺杂物的流失而产生严重的空乏效应。对于 CMOS工艺，则会有p 型和n 型掺杂物的相互污染，导致MOS 管阈值电压的变化。

对于65nm 以下的Ni-Salicide，首先在低温下形成Ni₂Si，随着温度升高再形成 NiSi。由于NiSi 具有热不稳定性，当温度高于400°C时最终形成稳定的化合物NiSi2，在这个过程中Ni 是主要扩散物，导致 NiSi2深入衬底形成短路，会形成漏电问题，这种现象称为 NiSi侵蚀衬底。为了改善该问题，在Ni 靶材中加入5%~10%的Pt，也就是利用 NiPt 的合金靶材代替纯-Ni靶材，最终形成 NiPt-Salicide。