[發(fā)明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110159506.3
• 申請日: 2011-06-14
• 公開（公告）號: CN102832243A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設計）人: 羅軍;趙超;鐘匯才;李俊峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/45;H01L21/336
• 代理公司: 北京藍智輝煌知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導體器件及其制造方法，特別是涉及一種具有熱穩(wěn)定性的源漏區(qū)中接觸材料的半導體器件及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著半導體器件尺寸進一步縮小，各種寄生效應變得越來越突出，嚴重限制了器件電學性能的提高。隨著器件尺寸尤其是物理柵長逐步縮減至亞30nm，源漏寄生阻抗逐漸增大，在整個晶體管阻抗中所占比例持續(xù)升高，已經(jīng)超過溝道區(qū)阻抗成為制約器件性能進一步提高的重大瓶頸。因此，如何有效降低源漏寄生阻抗成為器件性能提高的重大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的降低源漏阻抗的方法包括盡可能地對于源漏區(qū)進行重摻雜，通過高濃度摻雜離子來降低源漏區(qū)電阻，從而避免等效工作電壓下降。但是，由于固溶度極限和短溝道效應控制需要摻雜分布突變，這種摻雜降低阻抗方法的效果變得越來越受限制。

圖1a及圖1b所示為現(xiàn)有的半導體器件的剖面示意圖。如圖1a所示，在硅襯底1中形成淺溝槽隔離(STI)2，在STI2包圍的有源區(qū)內(nèi)沉積墊氧化層、柵極以及蓋層，刻蝕形成柵極堆疊，利用柵極堆疊進行第一次源漏離子注入形成輕摻雜結(jié)構(gòu)LDD，然后沉積并刻蝕形成柵極側(cè)墻3，進行第二次源漏離子注入形成重摻雜的源漏區(qū)4，在源漏區(qū)4上沉積鎳基金屬并退火從而在源漏區(qū)4中形成鎳基金屬硅化物5，例如為NiSi或NiPtSi，以降低接觸電阻。如圖1b所示，隨著溝道長度以及柵長度持續(xù)縮減，源漏區(qū)4的結(jié)深度X_j也同時等比例縮小，使得鎳基金屬硅化物5的厚度也相應的減小。

然而，由于金屬硅化物特別是鎳基金屬硅化物表面能將觸發(fā)引起相變，隨著源漏區(qū)4上硅化物薄膜變薄，其熱穩(wěn)定性也相應變差，經(jīng)歷高溫時容易凝結(jié)成塊而增大阻抗。對于圖1a所示的長溝道器件而言，重摻雜源漏區(qū)的結(jié)深比較大，接觸用的硅化物也相應比較厚，因此熱穩(wěn)定性較好，可以承受后續(xù)工藝的高溫。但是對于圖1b所示的短溝道器件而言，重摻雜源漏區(qū)結(jié)深比較淺，接觸用的硅化物相應比較薄，因此熱穩(wěn)定性差，難以承受后續(xù)工藝的高溫退火，例如在后柵工藝中消除高k柵極介質(zhì)缺陷所用的高溫退火，從而凝結(jié)成塊而增大阻抗，因此短溝道器件性能惡化。

總而言之，當前的短溝道器件的金屬硅化物熱穩(wěn)定性差，器件性能受到重大影響。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能有效提高源漏區(qū)中金屬硅化物熱穩(wěn)定性的半導體器件及其制造方法。

本發(fā)明提供了一種半導體器件，包括位于襯底上的柵極堆疊結(jié)構(gòu)、位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)周圍的柵極隔離側(cè)墻、位于柵極堆疊結(jié)構(gòu)兩側(cè)的源漏區(qū)、位于所述源漏區(qū)中的外延生長的源漏接觸，其特征在于：所述源漏接觸為金屬與襯底材料的化合物，位于所述源漏區(qū)中并與所述柵極隔離側(cè)墻下方的溝道區(qū)接觸。

其中，所述襯底為Si或SOI，所述源漏接觸是外延生長的金屬硅化物，其材質(zhì)為NiSi_2-y、Ni_1-xPt_xSi_2-y、CoSi_2-y或Ni_1-xCo_xSi_2-y，其中x均大于0小于1，y均大于等于0小于1。

其中，所述襯底為Ge或GOI，所述源漏接觸是外延生長的金屬鍺化物，其材質(zhì)為NiGe_2-y、Ni_1-xPt_xGe_2-y、CoGe_2-y或Ni_1-xCo_xGe_2-y，其中x均大于0小于1，y均大于等于0小于1。

其中，所述襯底為SiGe，所述源漏接觸是外延生長的SiGe合金，其材質(zhì)為Ni(Si_1-zGe_z)_2-y、Ni_1-xPt_x(Si_1-zGe_z)_2-y、Co(Si_1-zGe_z)_2-y或Ni_1-xCo_x(Si_1-zGe_z)_2-y，其中x均大于0小于1，y均大于等于0小于1，z均大于0小于1。