[發明專利]半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201911151423.2
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110854063A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 王偉;趙偉明;段寧遠;謝書浩
• 申請（專利權）人: 海光信息技術有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L29/78
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 李夢寧

1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：在襯底結構上形成半導體區域；

步驟S2：在所述半導體區域進行鋁離子Al+注入后并激活；

步驟S3：然后對所述半導體區域的表層非晶化；

步驟S4：在所述非晶化的所述半導體區域上方進行金屬沉積；

步驟S5：采用尖峰退火工藝，形成金屬硅化物的同時使Al+偏凝，所述Al+偏凝的濃度峰值位于所述金屬硅化物和所述半導體區域的界面處，并且沿遠離所述界面處的方向上在所述半導體區域和所述金屬硅化物中的所述濃度依次遞減；

步驟S6：在所述金屬硅化物上形成金屬氮化物阻擋層；

步驟S7：在所述金屬氮化物阻擋層上形成金屬插塞。

2.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S2中的半導體區域為外延半導體層并通過P型重摻雜注入工藝形成的P型源/漏區域，并且在所述P型源/漏區域之間還具有柵極結構。

3.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S2中的所述Al+注入的注入能量為10-20千電子伏，注入劑量為1E14-2.5E15原子數/平方厘米。

4.根據權利要求3所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在該注入劑量范圍內，Al+的注入劑量越大，肖特基勢壘高度和寬度相對于注入劑量小的Al+注入降低更明顯。

5.根據權利要求3所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在該注入劑量范圍內，Al+摻雜濃度的增加能夠使所述金屬硅化物的電阻降低。

6.根據權利要求3所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在該注入劑量范圍內，半導體器件的飽和電流Idsat相對于沒有摻雜Al+的半導體器件的飽和電流提高7-16％。

7.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S2中的激活工藝為800-1200℃下進行40-60秒的退火工藝；所述尖峰退火的溫度為400-600℃，退火時間為20-50秒，形成15-25納米的所述金屬硅化物。

8.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述步驟S2與所述步驟S3之間還具有以下步驟：沉積覆蓋襯底及表面結構的層間介質層，并通過光刻、刻蝕工藝形成暴露出所述半導體區域的接觸孔，然后在暴露出的所述半導體區域的表面上方進行非晶化處理。

9.根據權利要求8所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述非晶化是采用離子注入工藝實現的，所述離子注入工藝中所注入的離子為硅離子、鍺離子或硅鍺離子。

10.根據權利要求8所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述離子注入工藝的參數包括：注入能量為1-15千電子伏，注入離子濃度為5.0E14-1.0E17原子數/平方厘米，注入角度為0°～15°。

11.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述步驟S4中的所述金屬為Ti、Ni、Pt、Ta或Co，所述步驟S6中的所述金屬阻擋層為TiN，所述步驟S7中的所述金屬插塞為鎢插塞。

12.根據權利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，形成所述金屬插塞的具體工藝為在沉積覆蓋所述層間介質層并填充滿所述接觸孔的金屬，然后使用化學機械拋光工藝去除所述層間介質層表面的金屬，形成金屬插塞。