[發(fā)明專利]一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610017832.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105551941A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安霞;張冰馨;黎明;劉朋強(qiáng);林猛;郝培霖;黃如;張興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/02
• 分類號(hào): H01L21/02
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，屬于微電子器件領(lǐng)域。該方法通過(guò)在鍺基襯底上制備金屬鍺化物薄膜前，采用氮等離子體對(duì)表面進(jìn)行處理，可以提高鍺基襯底上金屬鍺化物薄膜的熱穩(wěn)定性，改善其表面形貌，并且與現(xiàn)有工藝兼容，有利于鍺基MOS器件的工藝集成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，屬于半導(dǎo)體制造工藝領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著集成電路的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的特征尺寸不斷縮小，硅基器件中遷移率退化等問(wèn)題嚴(yán)重影響了器件性能的提升。MOS器件性能的進(jìn)一步提高需要提出新的器件結(jié)構(gòu)、工藝和材料。鍺材料由于具備比硅材料更高且對(duì)稱的載流子遷移率、與傳統(tǒng)硅工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)，成為高性能MOS器件很有潛力的候選材料。隨著器件尺寸進(jìn)入納米尺度，源漏串聯(lián)電阻對(duì)器件性能的影響越來(lái)越顯著，因此需要采用源漏金屬鍺化物來(lái)減小源漏串聯(lián)電阻。

但是，金屬鍺化物薄膜的熱穩(wěn)定性較差，金屬鍺化物薄膜會(huì)發(fā)生凝聚效應(yīng)，形成空洞，薄膜質(zhì)量變差。隨器件尺寸縮小，金屬鍺化物薄膜厚度不斷減小，熱穩(wěn)定性問(wèn)題更加顯著。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，該方法通過(guò)在鍺基襯底上制備金屬鍺化物薄膜前，采用氮等離子體對(duì)表面進(jìn)行處理，可以提高鍺基襯底上金屬鍺化物薄膜的熱穩(wěn)定性，改善其表面形貌，并且與現(xiàn)有工藝兼容，有利于鍺基MOS器件的工藝集成。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，具體步驟包括：

1)去除鍺基襯底表面的粘污和自然氧化層；

2)采用氮等離子體對(duì)表面進(jìn)行處理，氮等離子體處理時(shí)間為5s～10min；

3)淀積金屬，退火形成金屬鍺化物薄膜，然后去除未反應(yīng)的金屬。

所述步驟1)中鍺基襯底包括鍺襯底、硅基外延鍺襯底或鍺覆絕緣襯底等，但不局限于上述襯底材料，也可以是任何表面含有鍺外延層的襯底。

所述步驟1)中去除表面粘污和自然氧化層的方法可以為有機(jī)清洗、鹽酸清洗、氫氟酸清洗等，但不局限于上述方法。

所述步驟2)中產(chǎn)生氮等離子體的氣體可以是N₂、NH₃等含氮?dú)怏w中的一種或多種，但不局限于上述氣體。

所述步驟2)中產(chǎn)生氮等離子體的設(shè)備可以是原子層淀積(ALD)設(shè)備，也可以是其他任何可以產(chǎn)生氮等離子體的設(shè)備。

所述步驟3)中金屬可以為鎳、鉑或鈷等。退火溫度和退火時(shí)間應(yīng)根據(jù)所需金屬鍺化物薄膜厚度決定。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下：

本發(fā)明通過(guò)在鍺基襯底上制備金屬鍺化物薄膜前，采用氮等離子體對(duì)鍺基襯底表面進(jìn)行預(yù)處理，可以提高金屬鍺化物薄膜熱穩(wěn)定性，改善其表面形貌，有利于擴(kuò)展鍺基MOS器件源漏金屬鍺化物形成的工藝溫度窗口。該方法與現(xiàn)有工藝兼容，有利于鍺基MOS器件的工藝集成。圖1(a)和圖1(b)分別給出了未采用氮等離子體處理和采用氮等離子體處理形成的鎳鍺薄膜的SEM圖，生長(zhǎng)溫度均為450℃?？梢钥吹?，采用氮等離子體處理形成的鎳鍺薄膜表面更平整，沒(méi)有明顯的塊狀凸起和孔洞，可以有效提高鎳鍺薄膜熱穩(wěn)定性，改善其表面形貌。

附圖說(shuō)明

圖1(a)為未采用氮等離子體處理形成的鎳鍺薄膜的SEM圖；圖1(b)為采用氮等離子體處理形成的鎳鍺薄膜的SEM圖。

圖2(a)～(c)為采用本發(fā)明提出的氮等離子體處理方法具體實(shí)施例的流程圖。

圖2中：1-鍺襯底；2-金屬鍺化物。

具體實(shí)施方式