[發明專利]一種半導體器件的制造方法

在審

• 申請號: 202110022516.6
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112885715A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 劉金彪;羅軍;李俊峰;葉甜春
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/268
• 分類號: H01L21/268;H01L29/40;H01L29/417
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 金銘

本申請涉及一種半導體器件的制造方法，包括：提供包括源/漏區和柵極堆疊的襯底；在源/漏區表面形成光吸收層；采用激光加熱對形成有光吸收層的所述源/漏區進行非晶化注入處理；去除所述光吸收層以露出非晶化注入處理的所述源/漏區表面；在露出的非晶化注入處理的所述源/漏區表面形成摻雜膜層；對形成有摻雜膜層的所述源/漏區表面進行退火處理。采用本申請的激光技術進行非晶化注入處理，以及隨后的退火處理，能夠同時替代了原有的預非晶化離子注入(PAI)和接觸孔注入，從而有效減少以往再結晶層的下面區域所產生的缺陷，從而提高半導體器件的性能。

技術領域

本申請涉及半導體器件的制造方法，特別是一種涉及非晶化注入處理的半導體器件的制造方法。

背景技術

隨著半導體器件集成度不斷增大，半導體器件相關的臨界尺寸不斷減小，相應的出現了很多問題，如器件源/漏區的表面電阻和接觸電阻相應增加，導致器件的響應速度降低，信號出現延遲。而為了保持半導體器件的性能，源漏接觸電阻率應降至1E-9歐姆·厘米水平，因此低電阻率的互連結構成為制造高集成度半導體器件的一個關鍵要素。

為了降低器件源/漏區的接觸電阻，采用了在接觸區引入了金屬硅化物的工藝方法，即，將金屬硅化物形成在器件源/漏區的表面上，憑借金屬硅化物較低的電阻率，可以顯著減小源/漏區的接觸電阻，從而降低電阻電容延遲時間等。

目前金屬硅化物的制造方法通常包括以下步驟：首先在半導體襯底中形成源/漏區；接著，在半導體襯底的表面上形成層間介電層；隨后，在層間介電層中形成接觸孔開口，以露出源/漏區；再對露出的源/漏區進行預非晶化離子注入(PAI)，以降低肖特基勢壘高度(SBH)，從而改善器件性能；再在接觸孔開口的底部和側壁上沉積形成金屬層(例如Ti)，再進行退火，以使Ti金屬層與源/漏區中的Si反應形成金屬硅化物(例如TiSi)。

但是上述方法雖然能降低源/漏區的接觸電阻，但是在非晶化過程中采用離子注入的方式，然后進行退火，會導致較多缺陷，例如在再結晶退火結束時在緊鄰位于再結晶層的下面區域中產生末端型缺陷(End-of-Range,EOR)。這些EOR缺陷是因為結晶缺陷產生的，其在非晶化步驟中出現并在再結晶步驟中發展。這些EOR缺陷嚴重惡化了器件性能，甚至造成嚴重的結漏電等問題，從而使得這些襯底不適合用來制作電子元件。

發明內容

本申請的目的是通過以下技術方案實現的：

根據一個或多個實施例，本申請公開了一種半導體器件的制造方法，包括：

提供包括源/漏區和柵極堆疊的襯底；

在源/漏區表面形成光吸收層；

采用激光加熱對形成有光吸收層的所述源/漏區進行非晶化注入處理，激光的能量為100mJ/cm²～10J/cm²；

去除所述光吸收層以露出非晶化注入處理的所述源/漏區表面；

在露出的非晶化注入處理的所述源/漏區表面形成摻雜膜層；

對形成有摻雜膜層的所述源/漏區表面進行退火處理。

采用本申請的激光技術進行非晶化注入處理，以及隨后的退火處理，能夠同時替代了原有的預非晶化離子注入(PAI)和接觸孔注入，從而有效減少以往再結晶層的下面區域所產生的缺陷，從而提高半導體器件的性能。同時，為了將激光技術有效適用于非晶化注入，在需要進行非晶化注入的表面形成激光吸收層，以提高激光能量的吸收效率。

本申請的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者，部分特征和優點可以從說明書中推知或毫無疑義地確定，或者通過實施本申請實施例了解。本申請的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明