[發(fā)明專利]集成結(jié)和接觸件的形成以形成晶體管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310662452.1
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN104347423A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立廷;蔡騰群;林群雄;林正堂;陳繼元;李弘貿(mào);張惠政
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成結(jié)和接觸件的形成以形成晶體管。

背景技術(shù)

晶體管的形成涉及多個(gè)工藝步驟，包括形成柵極電介質(zhì)和柵電極，形成源極和漏極區(qū)域，以及形成用于源極和漏極區(qū)域（也可能用于柵電極）的硅化物區(qū)域。每個(gè)以上列出的部件的形成還可以涉及多個(gè)工藝步驟。另外，實(shí)施多種清洗工藝以去除不期望的物質(zhì)，諸如所形成部件的氧化物。這些工藝步驟導(dǎo)致集成電路制造成本的增加。另外，晶體管的形式可以包括多個(gè)熱工藝，并且產(chǎn)生的熱預(yù)算較高。例如，在形成源極和漏極區(qū)域之后，實(shí)施熱激活以激活源極和漏極區(qū)域中的雜質(zhì)。硅化物區(qū)域的形成也需要一些熱預(yù)算。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種方法，包括：在半導(dǎo)體區(qū)域上方形成柵極堆疊件；在半導(dǎo)體區(qū)域上方沉積雜質(zhì)層；在雜質(zhì)層上方沉積金屬層；以及實(shí)施退火，其中，雜質(zhì)層中的元素通過退火擴(kuò)散進(jìn)半導(dǎo)體區(qū)域的一部分內(nèi)以形成源極/漏極區(qū)域，并且金屬層與半導(dǎo)體區(qū)域的一部分的表面層反應(yīng)以在源極/漏極區(qū)域上方形成源極/漏極硅化物區(qū)域。

優(yōu)選地，在退火的步驟之前，沒有額外的重?fù)诫s源極/漏極區(qū)域形成在半導(dǎo)體區(qū)域中。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：在沉積雜質(zhì)層之前，在半導(dǎo)體區(qū)域的頂面上實(shí)施預(yù)清洗以去除在半導(dǎo)體區(qū)域的頂面上形成的自然氧化物。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括，在預(yù)清洗之前：在半導(dǎo)體襯底中形成淺溝槽隔離（STI）區(qū)域；去除半導(dǎo)體襯底的頂部以形成凹槽，其中，頂部位于STI區(qū)域的相對部分之間；以及在凹槽中實(shí)施外延以再生長半導(dǎo)體材料，從而形成半導(dǎo)體區(qū)域。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：使STI區(qū)域凹進(jìn)，其中，半導(dǎo)體區(qū)域位于凹進(jìn)的STI區(qū)域之間的部分形成半導(dǎo)體鰭，并且柵極堆疊件形成在半導(dǎo)體鰭的頂面和側(cè)壁上。

優(yōu)選地，沉積雜質(zhì)層包括將工藝氣體引入腔室內(nèi)，包含半導(dǎo)體區(qū)域的晶圓設(shè)置在腔室中，并且在沉積雜質(zhì)層的過程中，沒有等離子體產(chǎn)生。

優(yōu)選地，沉積雜質(zhì)層包括將工藝氣體引入腔室內(nèi)，包含半導(dǎo)體區(qū)域的晶圓設(shè)置在腔室中，并且在沉積雜質(zhì)層的過程中，由工藝氣體產(chǎn)生等離子體。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，包括：在生產(chǎn)工具中，將雜質(zhì)層形成在半導(dǎo)體晶圓的半導(dǎo)體區(qū)域上方，其中，晶圓包括位于半導(dǎo)體區(qū)域上方的柵極堆疊件；在生產(chǎn)工具中，將金屬層沉積在雜質(zhì)層上方并與雜質(zhì)層接觸，其中，在從開始形成雜質(zhì)層至完成沉積金屬層的時(shí)間段內(nèi)，生產(chǎn)工具保持真空；以及實(shí)施退火，其中，雜質(zhì)層中的元素?cái)U(kuò)散進(jìn)半導(dǎo)體區(qū)域的一部分內(nèi)以形成源極/漏極區(qū)域，并且金屬層與半導(dǎo)體區(qū)域的一部分的表面層反應(yīng)以在源極/漏極區(qū)域上方形成源極/漏極硅化物區(qū)域。

優(yōu)選地，當(dāng)實(shí)施退火時(shí)，沒有額外的保護(hù)層位于金屬層上方。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：在半導(dǎo)體襯底中形成淺溝槽隔離（STI）區(qū)域；去除半導(dǎo)體襯底的頂部以形成凹槽，其中，頂部位于STI區(qū)域的相對部分之間；以及在凹槽中實(shí)施外延以再生長半導(dǎo)體材料，從而形成半導(dǎo)體區(qū)域。

優(yōu)選地，在生產(chǎn)工具外實(shí)施退火。

優(yōu)選地，半導(dǎo)體區(qū)域包括Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體材料，其中，形成雜質(zhì)層包括將選自基本上由(NH₄)₂S和SiH₄組成的組中的工藝氣體引入生產(chǎn)工具內(nèi)。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：在半導(dǎo)體區(qū)域上方形成柵極堆疊件；在柵極堆疊件上形成柵極間隔件；以及對半導(dǎo)體區(qū)域?qū)嵤╊A(yù)清洗，其中，在從預(yù)清洗開始的第一時(shí)間點(diǎn)至結(jié)束沉積金屬層的第二時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間段內(nèi)，不實(shí)施退火。

優(yōu)選地，源極/漏極區(qū)域和柵極堆疊件包括在平面晶體管內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種方法，包括：在半導(dǎo)體區(qū)域上方形成柵極堆疊件；對半導(dǎo)體區(qū)域的表面實(shí)施預(yù)清洗；將雜質(zhì)層沉積在半導(dǎo)體區(qū)域的表面上并與半導(dǎo)體區(qū)域的表面物理接觸，其中，雜質(zhì)層包括配置以將半導(dǎo)體區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)閜型或者n型的雜質(zhì)；將金屬層沉積在雜質(zhì)層上并與雜質(zhì)層接觸；以及實(shí)施退火，其中，雜質(zhì)層中的元素?cái)U(kuò)散進(jìn)半導(dǎo)體區(qū)域的一部分內(nèi)以在半導(dǎo)體區(qū)域中形成源極/漏極區(qū)域，并且金屬層與半導(dǎo)體區(qū)域的一部分的表面層反應(yīng)以在源極/漏極區(qū)域上方形成源極/漏極硅化物區(qū)域，并且在退火過程中，沒有額外的保護(hù)層形成在金屬層上方。

優(yōu)選地，在退火之前，沒有額外的重?fù)诫s的源極/漏極區(qū)域形成在半導(dǎo)體區(qū)域中。