[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110375108.5
• 申請(qǐng)日: 2011-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN103137475A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹海洲;許靜;劉云飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L21/335
• 分類號(hào): H01L21/335;H01L29/06
• 代理公司: 北京漢昊知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11370
• 代理人: 朱海波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

降低半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)源/漏區(qū)的接觸電阻的常用方法之一是在源/漏區(qū)的表面形成接觸層(通常為金屬硅化物層，所以下文以金屬硅化物層代替接觸層進(jìn)行描述)。即，在源/漏區(qū)的表面沉積金屬層，然后對(duì)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火使該金屬層與源/漏區(qū)發(fā)生反應(yīng)形成金屬硅化物層，最后去除未反應(yīng)的金屬層。在使用上述方法形成金屬硅化物層的時(shí)候，如果源/漏區(qū)的厚度比較薄，例如半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)是超薄SOI或者鰭式場效晶體管，那么在形成金屬硅化物層的過程中，不但源/漏區(qū)中的硅很容易被全部消耗掉，甚至還會(huì)消耗掉位于柵堆疊側(cè)墻下面的硅，發(fā)生硅化物piping等情況，進(jìn)而導(dǎo)致源極和漏極之間發(fā)生短路。因此，在形成金屬硅化物層的過程中需要防止源/漏區(qū)中的硅被完全消耗掉。

在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用提升源/漏區(qū)(Raised?Source/Drain，RSD)的方法或者使用自限制工藝來防止源/漏區(qū)中的硅被完全消耗掉。其中，提升源/漏區(qū)的方法通過例如外延生長等工藝使源/漏區(qū)的頂部高于柵堆疊底部。采用提升源/漏區(qū)的方法可以有效地增加源/漏區(qū)的厚度，從而防止金屬層將源/漏區(qū)中的硅全部消耗掉。而自限制工藝是指在源/漏區(qū)表面沉積金屬層，然后通過例如刻蝕等方式將該金屬層去除。此時(shí)，雖然源/漏區(qū)表面的金屬層被去除，但是仍然會(huì)有一部分金屬在沉積的過程中進(jìn)入到源/漏區(qū)內(nèi)部，所以對(duì)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火操作后，會(huì)在源/漏區(qū)的表面形成很薄的金屬硅化物層。由于進(jìn)入到源/漏區(qū)中的金屬有限，所以金屬硅化物層的厚度通常只有大約2nm左右，從而可以有效地保證源/漏區(qū)中的硅不會(huì)被完全消耗掉。

但是，上述兩種方法仍然存在一定的不足之處。其中，采用提升源/漏區(qū)的方式雖然通過增加源/漏區(qū)的厚度來保證源/漏區(qū)中的硅不會(huì)被完全消耗掉，但與此同時(shí)也增加了金屬硅化物層和溝道之間的距離，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件性能的下降。而使用自限制工藝在源/漏區(qū)表面所形成的金屬硅化物層雖然很薄，但是其橫向電阻很大，也相應(yīng)降低了半導(dǎo)體器件的性能。

因此，希望可以提出一種解決上述問題的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，可以在保證半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性能的同時(shí)，有效地降低源/漏區(qū)的接觸電阻。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，該方法包括以下步驟：

提供SOI襯底，在該SOI襯底上形成柵堆疊，在所述柵堆疊的側(cè)壁上形成側(cè)墻以及在所述柵堆疊的兩側(cè)形成源/漏區(qū)；

b)在整個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成第一金屬層，然后去除該第一金屬層；

c)在所述源/漏區(qū)的表面上形成非晶半導(dǎo)體層；

d)在整個(gè)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面上形成第二金屬層，然后去除該第二金屬層；

e)對(duì)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)執(zhí)行退火操作。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提出一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：

SOI襯底；

位于SOI襯底上的柵堆疊；

位于柵堆疊側(cè)壁上的側(cè)墻；

位于柵堆疊兩側(cè)的源/漏區(qū)，其中，

在所述源/漏區(qū)的表面存在第一接觸層；以及

在所述源/漏區(qū)之上存在一層或者多層非晶半導(dǎo)體層，且在每層非晶半導(dǎo)體層的表面均存在第二接觸層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于源/漏區(qū)厚度很薄的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，特別是超薄SOI結(jié)構(gòu)和具有鰭片的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，本發(fā)明通過自限制工藝在源/漏區(qū)的表面形成很薄的第一接觸層，然后在源/漏區(qū)表面形成非晶半導(dǎo)體層并在該非晶半導(dǎo)體層的表面通過自限制工藝形成第二接觸層。形成很薄的第一接觸層不會(huì)使源/漏區(qū)的半導(dǎo)體全部被消耗掉，從而可以有效地防止源極和漏極之間的短路。而非晶半導(dǎo)體層以及第二接觸層的存在，可以有效地降低源/漏區(qū)的接觸電阻。因此，本發(fā)明可以在保證半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)性能的同時(shí)，有效地降低源/漏區(qū)的接觸電阻。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制造方法的流程圖；

圖2(a)至圖2(h)為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例按照?qǐng)D1所示流程制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的各個(gè)階段的剖面示意圖。

具體實(shí)施方式