[發(fā)明專利]使用快速退火在SiGe層上形成均勻Ni（Pt）Si（Ge）接觸的方法和器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310371406.6
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103632951A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·S·紐伯里;K·P·羅德貝爾;章貞;朱煜
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: H01L21/285
• 分類號: H01L21/285;H01L21/324;H01L21/336;H01L29/78;H01L29/417
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 于靜;張亞非

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅化物形成。更具體地說，本發(fā)明涉及在不使用帽層的情況下形成光滑硅化物的技術(shù)。

背景技術(shù)

嵌入式硅鍺（SiGe）最近被用作源極/漏極材料以提升溝道空穴遷移率（由晶格失配誘導(dǎo)的應(yīng)力導(dǎo)致）。鎳鉑（NiPi）硅化物是SiGe的標(biāo)準(zhǔn)接觸金屬，但是，正?？焖贌嵬嘶穑≧AT）下的NiPt-SiGe反應(yīng)導(dǎo)致較差的界面形態(tài)（硅化物尖峰）。

進(jìn)入SiGe源極/漏極硅化物尖峰可能導(dǎo)致嚴(yán)重的應(yīng)力損失或結(jié)泄漏。當(dāng)鍺（Ge）的百分比增加時，這樣較差的界面形態(tài)問題更加惡化。

傳統(tǒng)處理這種問題的方法包括使用具有較低Ge百分比的硅（Si）或SiGe帽層來改善表面形態(tài)。即，帽層與NiPt發(fā)生反應(yīng)以形成NiSi，從而避免界面形態(tài)問題。但是，在制造流程中使用帽層會增加制造復(fù)雜度和成本。

因此，需要在不引入使用帽層的復(fù)雜度和成本的情況下，避免在SiGe源極/漏極接觸形成時出現(xiàn)差的界面形態(tài)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及在不使用帽層的情況下形成光滑硅化物的技術(shù)。在本發(fā)明的一個方面，提供一種形成硅化物的無帽層方法。所述方法包括下面的步驟。提供選自硅和硅鍺的半導(dǎo)體材料。在所述半導(dǎo)體材料上沉積至少一種硅化物金屬。以約400℃到約800℃的溫度，將所述半導(dǎo)體材料和所述至少一種硅化物金屬退火小于等于大約10毫秒的時長以形成所述硅化物。

在本發(fā)明的另一方面，提供一種制造場效應(yīng)晶體管（FET）器件的方法。所述方法包括下面的步驟。提供絕緣體上硅（SOI）晶片，其具有位于掩埋氧化物（BOX）之上的SOI層；在所述晶片中形成至少一個有源區(qū)。在所述至少一個有源區(qū)的充當(dāng)所述器件的溝道的部分上形成柵極疊層。形成與所述柵極疊層鄰近的所述器件的源極和漏極區(qū)，其中所述器件的所述源極和漏極區(qū)包括選自硅和硅鍺的半導(dǎo)體材料。在所述晶片上沉積至少一種硅化物金屬。在約400℃到約800℃的溫度下，將所述半導(dǎo)體材料和所述至少一種硅化物金屬退火小于或等于約10毫秒的時長以形成到所述器件的所述源極和漏極的硅化物接觸。

在本發(fā)明的又一方面，提供一種FET器件。所述FET器件包括SOI晶片，其具有位于BOX之上的SOI層，并且在所述晶片中形成有至少一個有源區(qū)；位于所述至少一個有源區(qū)的充當(dāng)所述器件的溝道的部分之上的柵極疊層；與所述柵極疊層鄰近的所述器件的源極和漏極區(qū)，其中所述器件的所述源極和漏極區(qū)包括選自硅和硅鍺的半導(dǎo)體材料；以及到所述器件的所述源極和漏極區(qū)的硅化物接觸，其中在所述硅化物接觸與所述半導(dǎo)體材料之間存在界面，并且其中所述界面具有小于約5納米的界面粗糙度。

通過參考下面的詳細(xì)描述和附圖，將能更全面地了解本發(fā)明以及本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在半導(dǎo)體材料（例如，硅或硅鍺）上沉積的硅化物金屬的截面圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用快速退火（例如，閃光（flash）退火或激光退火）使金屬與半導(dǎo)體材料反應(yīng)而形成硅化物的截面圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在硅化物反應(yīng)之后去除任何未反應(yīng)的金屬的可選步驟的截面圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于場效應(yīng)晶體管（FET）器件制造工藝的起始結(jié)構(gòu)的截面圖，該起始結(jié)構(gòu)具有柵極疊層以及在柵極疊層的相對側(cè)/附近形成的源極和漏極區(qū)；

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在晶片上均厚沉積硅化物金屬以覆蓋源極和漏極區(qū)的截面圖；

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于使源極和漏極區(qū)中的硅化物金屬與半導(dǎo)體材料發(fā)生反應(yīng)以形成硅化物的快速退火的截面圖；

圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例從器件去除未反應(yīng)的硅化物金屬以形成自對準(zhǔn)的源極和漏極區(qū)接觸的截面圖；

圖8A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用快速熱退火（并且沒有帽層）制備的SiGe硅化物樣品的自上而下的掃描電子顯微鏡（TDSEM）圖像；

圖8B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用快速熱退火（并且沒有帽層）制備的SiGe硅化物樣品的截面透射電子顯微鏡（XTEM）圖像；

圖9A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例以500℃的峰值溫度使用閃光退火（并且沒有帽層）制備的SiGe硅化物樣品的TDSEM圖像；

圖9B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例以500℃的峰值溫度使用閃光退火（并且沒有帽層）制備的SiGe硅化物樣品的XTEM圖像；

圖10A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例以600℃的峰值溫度使用閃光退火（并且沒有帽層）制備的SiGe硅化物樣品的TDSEM圖像；