[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201611074914.8
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN107068755B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 讓-皮埃爾·科林格;卡洛斯·H·迪亞茲
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L29/417;H01L21/336
• 代理公司: 11409 北京德恒律治知識產權代理有限公司
• 代理人: 章社杲;李偉

一種半導體器件包含設置于襯底上方的鰭結構、柵極結構及源極。鰭結構包含暴露于隔離絕緣層的上層。柵極結構設置于鰭結構的上層的一部分上方。源極包含未被柵極結構覆蓋的鰭結構的上層。源極的鰭結構的上層由晶體半導體層覆蓋。晶體半導體層由Si和第一金屬元素形成的硅化物層覆蓋。硅化物層由第一金屬層覆蓋。由第一金屬元素制成的第二金屬層置于第一金屬層和隔離絕緣層之間。本發明實施例涉及半導體器件及其制造方法。

技術領域

本發明實施例涉及一種半導體集成電路，更具體地涉及一種鰭式場效晶體管(FinFET)的源極/漏極結構及其制造工藝。

背景技術

隨著半導體工業已步入到納米技術工藝節點以追求更高的器件密度、更高的性能以及更低的成本，來自制造和設計問題的挑戰已經帶來了具有高K(介電常數)材料的金屬柵極結構的使用。金屬柵極結構通常是通過使用柵極替換技術制造，以及在凹進的鰭結構中通過使用外延生長方法形成源極和漏極。但是，現有技術的挑戰之一是減少源極和漏極上的電流擁擠以及增加晶體管的電流驅動能力。

發明內容

根據本發明的一些實施例，提供了一種用于制造包含FinFET的半導體器件的方法，所述方法包括：在襯底的上方形成第一鰭結構和第二鰭結構，所述第一鰭結構和第二鰭結構沿第一方向延伸并從隔離絕緣層突出；在所述第一鰭結構和第二鰭結構的部分的上方形成柵極結構，所述柵極結構沿與所述第一方向垂直的第二方向延伸；在未被所述柵極結構覆蓋的各個所述第一鰭結構和第二鰭結構的兩個主側面上形成側壁間隔件；在所述側壁間隔件上形成第一金屬層，以填充所述第一鰭結構和第二鰭結構之間的間隔；在形成所述第一金屬層后，去除所述側壁間隔件；在去除所述側壁間隔件后，形成與所述鰭結構接觸的非晶層；通過部分再結晶所述鰭結構上的所述非晶層形成再結晶層；去除未再結晶的剩余的非晶層；在去除所述剩余的非晶層后，形成第二金屬層，以及通過所述再結晶層和所述第一金屬層及所述第二金屬層之間的硅化反應形成硅化物層。

在上述方法中，所述第一金屬層包含W、Co、Ti和Ni中的一種或多種。

在上述方法中，所述第二金屬層包含W、Co、Ti和Ni中的一種或多種。

在上述方法中，所述第二金屬層由與所述第一金屬層相同的材料制成。

在上述方法中，未被所述柵極結構覆蓋的所述鰭結構的上層的整個頂面和側面被所述再結晶層覆蓋。

在上述方法中，所述非晶層包含非晶硅。

在上述方法中，所述非晶硅摻雜的雜質的量為2×10²⁰cm^-3至1×10²¹cm^-3。

在上述方法中，在去除所述剩余的非晶層中，通過濕蝕刻去除所述剩余的非晶層。

在上述方法中，在500℃到650℃的溫度下實施形成所述再結晶層。

根據本發明的另一些實施例，還提供了一種用于制造包含FinFET的半導體器件的方法，所述方法包括：在襯底的上方形成第一鰭結構和第二鰭結構，所述第一鰭結構和第二鰭結構沿第一方向延伸并從隔離絕緣層突出；在所述第一鰭結構和第二鰭結構的部分的上方形成柵極結構，所述柵極結構沿與所述第一方向垂直的第二方向延伸；在未被所述柵極結構覆蓋的各個所述第一鰭結構和第二鰭結構的兩個主側面上形成側壁間隔件；在所述側壁間隔件上形成第一金屬層并在所述第一金屬層上形成第二金屬層，以填充所述第一鰭結構和第二鰭結構之間的間隔；在形成所述第一金屬層和第二金屬層后，去除所述側壁間隔件；在去除所述側壁間隔件后，形成與所述鰭結構接觸的非晶層；通過部分再結晶所述鰭結構上的所述非晶層形成再結晶層；去除未再結晶的剩余的非晶層；在去除所述剩余的非晶層后，形成第三金屬層，以及通過所述再結晶層和所述第一金屬層及所述第三金屬層之間的硅化反應形成硅化物層。

在上述方法中，所述第一金屬層包含具有比所述第二金屬層的金屬材料的更低的硅化物形成溫度的金屬材料。