[發明專利]半導體結構及其形成方法

有效

• 申請號: 201410367329.1
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN105336620B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 謝欣云
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L21/28;H01L29/78;H01L29/45
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 應戰;駱蘇華

1.一種半導體結構的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導體襯底；

形成覆蓋部分半導體襯底表面的柵極結構；

在所述柵極結構兩側的半導體襯底內分別形成源極和漏極；

在所述半導體襯底上形成介質層，所述介質層的表面高于柵極結構的頂部表面；

在所述介質層內形成通孔，所述通孔暴露出源極和漏極的表面；

在所述通孔底部的源極和漏極表面形成氧化層；

在所述氧化層表面形成金屬材料層；

進行退火處理，所述金屬材料層與氧化層反應，形成金屬氧化物層和位于所述金屬氧化物層表面的金屬半導體化合物層。

2.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述氧化層的厚度為

3.根據權利要求2所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，采用濕法氧化工藝形成所述氧化層。

4.根據權利要求3所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述濕法氧化工藝采用的氧化溶液為臭氧的水溶液或氫氧化銨與過氧化氫的混合水溶液。

5.根據權利要求4所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述氧化層的材料為氧化硅。

6.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述金屬材料層的材料為Ti、Al、La、Zn或Ni。

7.根據權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，采用蒸鍍、濺射、原子層沉積工藝或化學氣相沉積工藝形成所述金屬材料層。

8.根據權利要求6所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述金屬氧化物層的材料為鈦氧化合物、鋁氧化合物、鑭氧化合物、鋅氧化合物或鎳氧化合物。

9.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述金屬材料層還覆蓋介質層的表面。

10.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述退火處理的退火溫度為250℃～800℃，退火時間為30s～90s。

11.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述柵極結構之后，對所述半導體襯底和柵極結構表面進行氧化處理，形成修復層；然后形成所述源極和漏極。

12.根據權利要求11所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，在形成所述通孔之后，去除通孔底部的源極和漏極表面的修復層；再形成所述氧化層。

13.根據權利要求12所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，采用濕法清洗工藝去除所述修復層。

14.根據權利要求13所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述濕法清洗工藝的清洗溶液為氫氟酸溶液。

15.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，還包括：去除未反應的金屬材料層，然后在所述金屬半導體化合物層表面形成填充滿所述通孔的金屬層，所述金屬層的表面與介質層表面齊平。

16.根據權利要求15所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述金屬層的材料為W、Al、Cu或Au。

17.根據權利要求1所述的半導體結構的形成方法，其特征在于，所述半導體襯底包括第一區域和第二區域，所述第一區域和第二區域之間通過淺溝槽隔離結構隔離；所述柵極結構包括覆蓋部分第一區域的第一柵極結構和覆蓋部分第二區域的第二柵極結構；所述源極和漏極包括：分別位于第一柵極結構兩側的第一區域內的第一源極和第一漏極，分別位于第二柵極結構兩側的第二區域內的第二源極和第二漏極。

18.一種采用權利要求1至權利要求17任一權利要求所述的方法所形成的半導體結構，其特征在于，包括：

半導體襯底；

覆蓋部分半導體襯底表面的柵極結構；

分別位于所述柵極結構兩側的半導體襯底內的源極和漏極；

位于所述半導體襯底上的介質層，所述介質層的表面高于柵極結構的頂部表面；

位于所述介質層內的通孔，所述通孔暴露出源極和漏極的表面；

位于所述通孔底部的源極和漏極表面的金屬氧化物層和位于所述金屬氧化物層表面的金屬半導體化合物層。