[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410367329.1
• 申請(qǐng)日: 2014-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN105336620B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝欣云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/336
• 分類號(hào): H01L21/336;H01L21/28;H01L29/78;H01L29/45
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 應(yīng)戰(zhàn);駱蘇華

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法包括：提供半導(dǎo)體襯底；形成覆蓋部分半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)；在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成源極和漏極；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的表面高于柵極結(jié)構(gòu)的頂部表面；在所述介質(zhì)層內(nèi)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(jìn)行退火處理，所述金屬材料層與氧化層反應(yīng)，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(dǎo)體化合物層。上述方法形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的源極和漏極與金屬半導(dǎo)體化合物層的接觸電阻較小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體器件的尺寸不斷縮小。隨著半導(dǎo)體器件的尺寸縮小，MOS晶體管的接觸電阻對(duì)于MOS晶體管以及整個(gè)半導(dǎo)體芯片的性能影響越來越大。為了提高半導(dǎo)體芯片的性能，需要降低MOS晶體管的接觸電阻。而MOS晶體管的接觸電阻中，由于源極、漏極的面積較小，與金屬插塞之間的接觸電阻較大，對(duì)MOS晶體管的性能影響較大，使得半導(dǎo)體器件的運(yùn)行速度大大下降。

自對(duì)準(zhǔn)硅化物的形成工藝在源極和漏極表面形成金屬硅化物可以有效的降低源極、漏極與金屬插塞之間的接觸電阻。現(xiàn)有技術(shù)中自對(duì)準(zhǔn)硅化物的形成工藝主要是通過蒸發(fā)或者濺射工藝在多晶硅表面形成金屬層；然后進(jìn)行退火處理，金屬與襯底材料反應(yīng)生成金屬硅化物；然后去除未反應(yīng)金屬層。

隨著FinFET技術(shù)的出現(xiàn)，晶體管的尺寸進(jìn)一步縮小，源極、漏極與金屬插塞之間的接觸電阻對(duì)于FinFE晶體管的性能影響更大，需要進(jìn)一步降低源極、漏極與金屬插塞之間的接觸電阻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，降低所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的接觸電阻。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底；形成覆蓋部分半導(dǎo)體襯底表面的柵極結(jié)構(gòu)；在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成源極和漏極；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層的表面高于柵極結(jié)構(gòu)的頂部表面；在所述介質(zhì)層內(nèi)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(jìn)行退火處理，所述金屬材料層與氧化層反應(yīng)，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(dǎo)體化合物層。

可選的，所述氧化層的厚度為

可選的，采用濕法氧化工藝形成所述氧化層。

可選的，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。

可選的，所述氧化層的材料為氧化硅。

可選的，所述金屬材料層的材料為Ti、Al、La、Zn或Ni。

可選的，采用蒸鍍、濺射、原子層沉積工藝或化學(xué)氣相沉積工藝形成所述金屬材料層。

可選的，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。

可選的，所述金屬材料層還覆蓋介質(zhì)層的表面。

可選的，所述退火處理的退火溫度為250℃～800℃，退火時(shí)間為30s～90s。

可選的，在形成所述柵極結(jié)構(gòu)之后，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底和柵極結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行氧化處理，形成修復(fù)層；然后形成所述源極和漏極。

可選的，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(fù)層；再形成所述氧化層。

可選的，采用濕法清洗工藝去除所述修復(fù)層。

可選的，所述濕法清洗工藝的清洗溶液為氫氟酸溶液。