CN117613003B - 半导体器件的制作方法以及半导体器件 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种半导体器件的制作方法以及半导体器件。该方法包括：首先，提供包括衬底以及栅极结构的基底，且栅极结构位于衬底的部分表面上；然后，在衬底的靠近栅极结构的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层以及氧化层，得到预备结构；最后，对预备结构循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除氧化层，使得金属硅化物层裸露，得到目标结构，其中，等离子元素处理与自由基元素处理所用的元素不同，等离子元素处理用于表征使用等离子体对预备结构进行处理，自由基元素处理用于表征使用自由基对预备结构进行处理。解决了现有技术中由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，保证了半导体器件的性能较好。
Description
技术领域
本申请涉及半导体领域，具体而言，涉及一种半导体器件的制作方法以及半导体器件。
背景技术
目前的金属硅化物工艺，通常采用两步退火工艺，而且在两步退火工艺之间会进行覆盖层TiN和未反应的金属层中镍Ni的去除，目前，通常用高温的酸性溶液来进行湿法刻蚀，以清除覆盖层TiN和未反应的金属层中的NiPt。
但是，高温酸性溶液在去除覆盖层TiN以及金属层中镍时，会对金属层NiPt表面进行氧化，形成一层氧化层，而在第二步退火过程中，形成的氧化层中的氧会在金属层与SI衬底的界面层形成氧化物，界面层的氧化物会提高器件的电阻，从而影响器件的性能，导致器件的良率较差。
因此，亟需一种方法，来解决氧化层存在的问题，从而提高器件的性能。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种半导体器件的制作方法以及半导体器件，通过提供所述基底，并且在所述衬底的靠近所述栅极结构的裸露表面上形成层叠的所述金属硅化物层以及所述氧化层，得到包括所述基底、所述金属硅化物层以及所述氧化层的所述预备结构，再通过对所述预备结构循环进行所述等离子元素处理以及所述自由基元素处理，使得可以去除所述氧化层，且不会损坏所述金属硅化物层，避免了现有技术中氧化层中的氧进入所述衬底与所述金属硅化物层的界面，导致器件的电阻较大，从而影响器件性能的问题，以解决现有技术中的由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种半导体器件的制作方法，所述方法包括：提供基底，所述基底包括衬底以及位于所述衬底部分表面上的栅极结构；在所述衬底的靠近所述栅极结构的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层以及氧化层，得到预备结构；对所述预备结构循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除所述氧化层，使得所述金属硅化物层裸露，得到目标结构，其中，所述等离子元素处理与所述自由基元素处理所用的元素不同，所述等离子元素处理用于表征使用等离子体对所述预备结构进行处理，所述自由基元素处理用于表征使用自由基对所述预备结构进行处理。
可选地，对所述预备结构循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除所述氧化层，使得所述金属硅化物层裸露，得到目标结构的步骤，包括：第一去除步骤，对所述预备结构进行所述等离子元素处理，以去除部分所述氧化层，等离子元素包括惰性等离子体；第二去除步骤，对剩余的所述预备结构进行所述自由基元素处理，以去除部分剩余的所述氧化层，自由基元素包括含氢自由基；循环步骤，循环执行所述第一去除步骤以及所述第二去除步骤，直到去除所述氧化层，得到所述目标结构。
可选地，对剩余的所述预备结构进行所述自由基元素处理，以去除部分剩余的所述氧化层的步骤，包括：在预定条件下，向包括剩余的所述预备结构的反应室中通入所述含氢自由基，使得剩余的所述预备结构中的所述氧化层与所述含氢自由基进行还原反应，以去除部分剩余的所述氧化层，所述预定条件包括：反应温度在第一范围内，所述含氢自由基的溅射功率在第二范围内。
可选地，对所述预备结构进行所述等离子元素处理，以去除部分所述氧化层的步骤，包括：在所述预定条件下，向包括所述预备结构的所述反应室中通入所述惰性等离子体，使得所述惰性等离子体对所述预备结构进行物理轰击，以去除部分所述氧化层。
可选地，所述第一范围为30℃-150℃，所述第二范围为50W-300W。
可选地，在所述衬底的靠近所述栅极结构的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层以及氧化层，得到预备结构的步骤，包括：在所述衬底以及所述栅极结构的裸露表面上形成层叠的预备金属层以及保护层；执行退火工艺，使得部分所述预备金属层形成所述金属硅化物层；使用湿法刻蚀去除所述保护层，且使得所述衬底的靠近所述栅极结构的表面上剩余的所述预备金属层形成所述氧化层，所述湿法刻蚀溶液为酸性溶液。
可选地，所述酸性溶液包括硫酸以及双氧水。
可选地，所述等离子元素处理中的元素包括氩，所述自由基元素处理中的元素包括氢。
可选地，所述衬底的材料包括硅，所述金属硅化物层的材料包括镍、硅以及铂。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种半导体器件，所述半导体器件为采用任一种所述的方法制作得到的。
在本发明实施例中，所述半导体器件的制作方法中，首先，提供包括衬底以及栅极结构的基底，且所述栅极结构位于所述衬底的部分表面上；然后，在所述衬底的靠近所述栅极结构的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层以及氧化层，得到预备结构；最后，对所述预备结构循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除所述氧化层，使得所述金属硅化物层裸露，得到目标结构，其中，所述等离子元素处理与所述自由基元素处理所用的元素不同，所述等离子元素处理用于表征使用等离子体对所述预备结构进行处理，所述自由基元素处理用于表征使用自由基对所述预备结构进行处理。相比现有技术中的由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，本申请的所述半导体器件的制作方法，通过提供所述基底，并且在所述衬底的靠近所述栅极结构的裸露表面上形成层叠的所述金属硅化物层以及所述氧化层，得到包括所述基底、所述金属硅化物层以及所述氧化层的所述预备结构，再通过对所述预备结构循环进行所述等离子元素处理以及所述自由基元素处理，使得可以去除所述氧化层，且不会损坏所述金属硅化物层，避免了现有技术中氧化层中的氧进入所述衬底与所述金属硅化物层的界面，导致器件的电阻较大，从而影响器件性能的问题，解决了现有技术中由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，保证了所述半导体器件的性能较好。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的实施例的半导体器件的制作方法流程示意图；
图2示出了根据本申请的实施例的基底的结构示意图；
图3示出了根据本申请的实施例的形成预备金属层以及保护层后的结构示意图；
图4示出了根据本申请的实施例的预备结构的结构示意图；
图5示出了根据本申请的实施例的目标结构的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、基底；20、金属硅化物层；30、氧化层；40、预备结构；50、目标结构；60、预备金属层；70、保护层；101、衬底；102、栅极结构；103、栅氧层；104、栅极。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应该理解的是，当元件（诸如层、膜、区域、或衬底）描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
正如背景技术中所说的，现有技术中的由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，为了解决上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种半导体器件的制作方法以及半导体器件。
根据本申请的实施例，提供了一种半导体器件的制作方法。
图1是根据本申请实施例的半导体器件的制作方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，如图2所示，提供基底10，上述基底10包括衬底101以及位于上述衬底101部分表面上的栅极结构102；
步骤S102，如图4所示，在上述衬底101的靠近上述栅极结构102的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层20以及氧化层30，得到预备结构40；
步骤S103，如图4至图5所示，对上述预备结构40循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除上述氧化层30，使得上述金属硅化物层20裸露，得到目标结构50，其中，上述等离子元素处理与上述自由基元素处理所用的元素不同，上述等离子元素处理用于表征使用等离子体对上述预备结构40进行处理，上述自由基元素处理用于表征使用自由基对上述预备结构40进行处理。
上述半导体器件的制作方法中，首先，提供包括衬底以及栅极结构的基底，且上述栅极结构位于上述衬底的部分表面上；然后，在上述衬底的靠近上述栅极结构的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层以及氧化层，得到预备结构；最后，对上述预备结构循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除上述氧化层，使得上述金属硅化物层裸露，得到目标结构，其中，上述等离子元素处理与上述自由基元素处理所用的元素不同，上述等离子元素处理用于表征使用等离子体对上述预备结构进行处理，上述自由基元素处理用于表征使用自由基对上述预备结构进行处理。相比现有技术中的由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，本申请的上述半导体器件的制作方法，通过提供上述基底，并且在上述衬底的靠近上述栅极结构的裸露表面上形成层叠的上述金属硅化物层以及上述氧化层，得到包括上述基底、上述金属硅化物层以及上述氧化层的上述预备结构，再通过对上述预备结构循环进行上述等离子元素处理以及上述自由基元素处理，使得可以去除上述氧化层，且不会损坏上述金属硅化物层，避免了现有技术中氧化层中的氧进入上述衬底与上述金属硅化物层的界面，导致器件的电阻较大，从而影响器件性能的问题，解决了现有技术中由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，保证了上述半导体器件的性能较好。
具体地，如图2上述，上述栅极结构102包括层叠的栅氧层103以及栅极104，其中，上述栅氧层103与上述衬底101接触。上述栅氧层的材料包括高K介质，上述栅极的材料为金属。
现有技术中，金属硅化物工艺通常会采用两步退火工艺，且在两步退火工艺之间，使用高温的酸性溶液去除覆盖层以及未反应的金属层，但是，在清除过程中，上述金属层会由于氧化形成氧化层，上述的半导体器件的制作方法中，通过使用上述等离子元素处理以及上述自由基元素处理，来清除上述氧化层，避免了现有技术中氧化层中的氧在金属层以及衬底之间形成氧化物，导致器件的电阻过高的问题，保证了上述半导体器件的电性较好，进一步保证了上述半导体器件的性能较好。
为了进一步保证上述半导体器件的性能较好，根据本申请的一种具体实施例，对上述预备结构循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除上述氧化层，使得上述金属硅化物层裸露，得到目标结构的步骤，包括：第一去除步骤，对上述预备结构进行上述等离子元素处理，以去除部分上述氧化层，等离子元素包括惰性等离子体；第二去除步骤，对剩余的上述预备结构进行上述自由基元素处理，以去除部分剩余的上述氧化层，自由基元素包括含氢自由基；循环步骤，循环执行上述第一去除步骤以及上述第二去除步骤，直到去除上述氧化层，得到上述目标结构。通过先使用上述惰性等离子体对上述预备结构进行轰击处理，使得可以去除部分上述氧化层，再通过使用含氢自由基对剩余的上述氧化层进行还原处理，使得可以去除剩余的部分上述氧化层，并通过循环上述两个步骤，直到去除上述氧化层，一方面保证了可以较为干净的去除上述氧化层，另一方面，由于上述自由基元素处理主要是通过上述含氢自由基，使得在处理过程中不会损坏上述金属硅化物层，进一步保证了上述半导体器件的性能较好。
具体地，惰性等离子体参与的氧化层去除主要是以物理反应为主的等离子清洗，也叫溅射刻蚀，惰性离子被加速产生动能，然后轰击上述氧化层的表面，惰性离子撞击表面时产生的巨大能量可清除部分上述氧化层，轰击产生的机械能可以将上述氧化层中大分子化学键分离为小分子而汽化，然后被抽走，另外，由于惰性等离子体不与上述预备结构产生反应，保证了上述预备结构的化学纯洁性较高，进一步保证了上述半导体器件的性能较好。
另外，由于上述自由基元素包括上述含氢自由基，且由于氢的活性较高，使得上述含氢自由基与上述预备结构主要以化学反应为主，即上述含氢自由基可以与上述氧化层发生还原反应，可以有效去除部分上述氧化层，另一方面，上述含氢自由基还有助于修复上述惰性等离子体轰击上述氧化层过程中产生的损伤，提高了上述目标结构表面的均匀性，避免了上述金属硅化物层受到损伤，进一步保证了上述半导体器件的性能较好。
具体地，通过循环上述惰性等离子体的物理轰击以及上述自由基元素的还原反应，一方面保证了可以较快的去除上述氧化层，另一方面还可以保护上述金属硅化物层，进一步保证了上述半导体器件的性能较好。
根据本申请的另一种具体实施例，对剩余的上述预备结构进行上述自由基元素处理，以去除部分剩余的上述氧化层的步骤，包括：在预定条件下，向包括剩余的上述预备结构的反应室中通入上述含氢自由基，使得剩余的上述预备结构中的上述氧化层与上述含氢自由基进行还原反应，以去除部分剩余的上述氧化层，上述预定条件包括：反应温度在第一范围内，上述含氢自由基的溅射功率在第二范围内。通过在上述预定条件下，向包括剩余的上述预备结构的反应室中通入上述含氢自由基，使得上述含氢自由基与剩余的上述氧化层进行上述还原反应，保证了可以去除部分剩余的上述氧化层，另外，由于上述含氢自由基有助于修复上述惰性等离子体对上述氧化层的物理轰击过程中产生的损伤，避免了上述金属硅化物层受到损伤，因此，本申请的上述半导体器件的制作过程，一方面保证了可以去除上述氧化层，另一方面保证了上述金属硅化物层的表面均匀性较好，进一步保证了上述半导体器件的性能较好。
一种具体的实施例中，在上述反应室中进行上述含氢自由基的处理，主要是通过在PVD（Physical Vapor Deposition，物理气相沉积）的腔室中实现，即通过在上述第一范围内的反应温度下，以上述第二范围的溅射功率发出上述含氢自由基，实现上述含氢自由基于上述氧化层的还原反应。
具体地，在清除上述氧化层的过程中，如果只是用惰性气体的等离子体去除上述氧化层，即只是用惰性气体的物理撞击来去除上述氧化层，由于惰性离子的活性较差，会导致上述氧化层的清除不彻底，而本申请的上述半导体器件的制作过程中，通过循环上述等离子元素处理以及上述自由基元素处理，且由于上述自由基元素处理中的元素为含氢元素，氢为随性气体，保证了上述氧化层的彻底清除，且可以保护上述金属硅化物层，避免金属硅化物层受到损伤。
根据本申请的又一种具体实施例，对上述预备结构进行上述等离子元素处理，以去除部分上述氧化层的步骤，包括：在上述预定条件下，向包括上述预备结构的上述反应室中通入上述惰性等离子体，使得上述惰性等离子体对上述预备结构进行物理轰击，以去除部分上述氧化层。通过在上述第一范围的上述反应温度下，以上述第二范围的溅射功率，发出上述惰性等离子体，使得上述惰性等离子体以高速轰击上述预备结构，以去除部分上述氧化层，由于上述惰性等离子体对上述预备结构是物理轰击，使得可以去除较多的上述氧化层，保证了上述半岛体器件的制作周期较短，保证了可以较快的去除上述氧化层。
另外，上述惰性等离子体的物理轰击同样是在PVD的反应室中进行，即通过较高的溅射工艺给上述惰性等离子一个较大的速度，使得上述惰性等离子体以较高的速度轰击上述氧化层的表面，保证了可以较快的去除上述氧化层，上述含氢自由基的化学处理，使得可以修复上述物理轰击带来的损伤，即一方面保证了上述半导体器件的制作周期较短，另一方面，避免了对上述金属硅化物层受到损坏，进一步保证了上述半导体器件的性能较好。
根据本申请的一种具体实施例，上述第一范围为30℃-150℃，上述第二范围为50W-300W。
根据本申请的另一种具体实施例，在上述衬底的靠近上述栅极结构的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层以及氧化层，得到预备结构的步骤，包括：如图3所示，在上述衬底101以及上述栅极结构102的裸露表面上形成层叠的预备金属层60以及保护层70；如图3至图4所示，执行退火工艺，使得部分上述预备金属层形成上述金属硅化物层；使用湿法刻蚀去除上述保护层70，且使得上述衬底101的靠近上述栅极结构102的表面上剩余的上述预备金属层60形成上述氧化层30，上述湿法刻蚀溶液为酸性溶液。通过先在上述衬底以及上述栅极结构的裸露表面上形成上述预备金属层以及上述保护层，再通过使用退火工艺，使得在高温环境中通入氮气，使得上述预备金属层与多晶硅发生反应形成高阻值的上述金属硅化物层，再通过上述湿法刻蚀溶液清楚上述保护层以及未反应的上述预备金属层，同时上述酸性溶液对上述预备金属层进行氧化形成上述氧化层，由于裸露的上述预备金属层没有上述保护层的保护，使得上述预备金属层容易被氧化，通过形成上述金属硅化物层以及上述氧化层，再通过后续的上述等离子元素处理以及上述自由基元素处理去除上述氧化层，避免了现有技术中氧化层中的氧进入上述衬底与上述金属硅化物层的界面，导致器件的电阻较大，从而影响器件性能的问题，解决了现有技术中由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，进一步保证了上述半导体器件的性能较好。
具体地，在PVD反应室中去除上述氧化层后，直接在上述PVD反应室中进行后续的步骤，使得上述金属硅化物层不被继续氧化。
另外，在对上述预备结构循环进行上述等离子元素处理以及上述自由基元素处理之后，上述方法还包括：执行上述退火工艺，将高阻态的上述金属硅化物层转换为低阻态的上述金属硅化物层。
一种具体的实施例中，上述等离子元素处理以及上述自由基处理是在进行上述湿法刻蚀之后进行的，即在上述湿法刻蚀中去除上述保护层以及上述栅极结构表面上的上述预备金属层，且上述预备金属层由于氧化形成上述金属硅化物层以及上述氧化层后，对上述氧化层进行上述等离子元素处理以及上述自由基元素处理的循环过程，以去除上述氧化层。
根据本申请的又一种具体实施例，上述酸性溶液包括硫酸以及双氧水。
具体地，上述酸性溶液为硫酸、双氧水以及水，且上述硫酸与上述双氧水的比例为4:1。
根据本申请的一种具体实施例，上述等离子元素处理中的元素包括氩，上述自由基元素处理中的元素包括氢。
当然，上述等离子元素处理中的元素还可以为其他惰性气体元素，上述自由基元素处理中的元素也可以选择其他具有还原性质的元素。
根据本申请的另一种具体实施例，上述衬底的材料包括硅，上述金属硅化物层的材料包括镍、硅以及铂。
具体地，上述保护层的材料包括氮化钛。
一种具体的实施例中，在上述氧化层的厚度为3nm的情况下，上述半导体器件的制作过程中，去除上述氧化层的时间在17秒，同样的，我们可以根据上述氧化层的厚度来设置相应的处理时间。
根据本申请的实施例，还提供了一种半导体器件，上述半导体器件为采用任一种上述的方法制作得到的。
上述的半导体器件为采用任一种上述的方法制作得到的。相比现有技术中的由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，本申请的上述半导体器件，通过提供上述基底，并且在上述衬底的靠近上述栅极结构的裸露表面上形成层叠的上述金属硅化物层以及上述氧化层，得到包括上述基底、上述金属硅化物层以及上述氧化层的上述预备结构，再通过对上述预备结构循环进行上述等离子元素处理以及上述自由基元素处理，使得可以去除上述氧化层，且不会损坏上述金属硅化物层，避免了现有技术中氧化层中的氧进入上述衬底与上述金属硅化物层的界面，导致器件的电阻较大，从而影响器件性能的问题，解决了现有技术中由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，保证了上述半导体器件的性能较好。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1）、本申请的上述半导体器件的制作方法中，首先，提供包括衬底以及栅极结构的基底，且上述栅极结构位于上述衬底的部分表面上；然后，在上述衬底的靠近上述栅极结构的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层以及氧化层，得到预备结构；最后，对上述预备结构循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除上述氧化层，使得上述金属硅化物层裸露，得到目标结构，其中，上述等离子元素处理与上述自由基元素处理所用的元素不同，上述等离子元素处理用于表征使用等离子体对上述预备结构进行处理，上述自由基元素处理用于表征使用自由基对上述预备结构进行处理。相比现有技术中的由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，本申请的上述半导体器件的制作方法，通过提供上述基底，并且在上述衬底的靠近上述栅极结构的裸露表面上形成层叠的上述金属硅化物层以及上述氧化层，得到包括上述基底、上述金属硅化物层以及上述氧化层的上述预备结构，再通过对上述预备结构循环进行上述等离子元素处理以及上述自由基元素处理，使得可以去除上述氧化层，且不会损坏上述金属硅化物层，避免了现有技术中氧化层中的氧进入上述衬底与上述金属硅化物层的界面，导致器件的电阻较大，从而影响器件性能的问题，解决了现有技术中由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，保证了上述半导体器件的性能较好。
2）、本申请上述的半导体器件为采用任一种上述的方法制作得到的。相比现有技术中的由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，本申请的上述半导体器件，通过提供上述基底，并且在上述衬底的靠近上述栅极结构的裸露表面上形成层叠的上述金属硅化物层以及上述氧化层，得到包括上述基底、上述金属硅化物层以及上述氧化层的上述预备结构，再通过对上述预备结构循环进行上述等离子元素处理以及上述自由基元素处理，使得可以去除上述氧化层，且不会损坏上述金属硅化物层，避免了现有技术中氧化层中的氧进入上述衬底与上述金属硅化物层的界面，导致器件的电阻较大，从而影响器件性能的问题，解决了现有技术中由于氧化层的存在导致器件良率较差的问题，保证了上述半导体器件的性能较好。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
提供基底，所述基底包括衬底以及位于所述衬底部分表面上的栅极结构；
在所述衬底的靠近所述栅极结构的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层以及氧化层，得到预备结构；
对所述预备结构循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除所述氧化层，使得所述金属硅化物层裸露，得到目标结构，其中，所述等离子元素处理与所述自由基元素处理所用的元素不同，所述等离子元素处理用于表征使用等离子体对所述预备结构进行处理，所述自由基元素处理用于表征使用自由基对所述预备结构进行处理，对所述预备结构循环进行等离子元素处理以及自由基元素处理，以去除所述氧化层，使得所述金属硅化物层裸露，得到目标结构的步骤，包括：
第一去除步骤，对所述预备结构进行所述等离子元素处理，以去除部分所述氧化层，等离子元素包括惰性等离子体；
第二去除步骤，对剩余的所述预备结构进行所述自由基元素处理，以去除部分剩余的所述氧化层，自由基元素包括含氢自由基；
循环步骤，循环执行所述第一去除步骤以及所述第二去除步骤，直到去除所述氧化层，得到所述目标结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对剩余的所述预备结构进行所述自由基元素处理，以去除部分剩余的所述氧化层的步骤，包括：
在预定条件下，向包括剩余的所述预备结构的反应室中通入所述含氢自由基，使得剩余的所述预备结构中的所述氧化层与所述含氢自由基进行还原反应，以去除部分剩余的所述氧化层，所述预定条件包括：反应温度在第一范围内，所述含氢自由基的溅射功率在第二范围内。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述预备结构进行所述等离子元素处理，以去除部分所述氧化层的步骤，包括：
在所述预定条件下，向包括所述预备结构的所述反应室中通入所述惰性等离子体，使得所述惰性等离子体对所述预备结构进行物理轰击，以去除部分所述氧化层。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一范围为30℃-150℃，所述第二范围为50W-300W。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述衬底的靠近所述栅极结构的裸露表面上形成层叠的金属硅化物层以及氧化层，得到预备结构的步骤，包括：
在所述衬底以及所述栅极结构的裸露表面上形成层叠的预备金属层以及保护层；
执行退火工艺，使得部分所述预备金属层形成所述金属硅化物层；
使用湿法刻蚀去除所述保护层，且使得所述衬底的靠近所述栅极结构的表面上剩余的所述预备金属层形成所述氧化层，湿法刻蚀溶液为酸性溶液。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述酸性溶液包括硫酸以及双氧水。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述等离子元素处理中的元素包括氩，所述自由基元素处理中的元素包括氢。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述衬底的材料包括硅，所述金属硅化物层的材料包括镍、硅以及铂。
9.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件为采用权利要求1至8中任一项所述的方法制作得到的。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002025941A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2002110632A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-12 | Sony Corp | 構造基板および半導体装置の製造方法 |
| CN101325176A (zh) * | 2007-06-15 | 2008-12-17 | 株式会社瑞萨科技 | 半导体器件的制造方法 |
| CN101339904A (zh) * | 2007-07-03 | 2009-01-07 | 株式会社瑞萨科技 | 半导体器件的制造方法 |
| CN101351892A (zh) * | 2005-11-29 | 2009-01-21 | 夏普株式会社 | 半导体器件和制造该半导体器件的方法 |
| CN101689489A (zh) * | 2008-05-30 | 2010-03-31 | 佳能安内华股份有限公司 | 硅化物形成方法及系统 |
| CN106981487A (zh) * | 2015-10-12 | 2017-07-25 | 三星电子株式会社 | 集成电路器件及其制造方法 |
| CN107045977A (zh) * | 2016-02-05 | 2017-08-15 | 朗姆研究公司 | 连续等离子体中的原子层蚀刻 |
| WO2022187299A1 (en) * | 2021-03-04 | 2022-09-09 | Applied Materials, Inc. | Treatments to improve device performance |
| CN116344364A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-06-27 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 半导体器件的制作方法以及半导体器件 |
| CN116741640A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-12 | 苏州华太电子技术股份有限公司 | 半导体结构的制作方法和半导体结构 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100628225B1 (ko) * | 2004-12-29 | 2006-09-26 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 제조방법 |
| JP5358165B2 (ja) * | 2008-11-26 | 2013-12-04 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JP2011054878A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
-
2024
- 2024-01-23 CN CN202410092631.4A patent/CN117613003B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002025941A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2002110632A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-12 | Sony Corp | 構造基板および半導体装置の製造方法 |
| CN101351892A (zh) * | 2005-11-29 | 2009-01-21 | 夏普株式会社 | 半导体器件和制造该半导体器件的方法 |
| CN101325176A (zh) * | 2007-06-15 | 2008-12-17 | 株式会社瑞萨科技 | 半导体器件的制造方法 |
| CN101339904A (zh) * | 2007-07-03 | 2009-01-07 | 株式会社瑞萨科技 | 半导体器件的制造方法 |
| CN101689489A (zh) * | 2008-05-30 | 2010-03-31 | 佳能安内华股份有限公司 | 硅化物形成方法及系统 |
| CN106981487A (zh) * | 2015-10-12 | 2017-07-25 | 三星电子株式会社 | 集成电路器件及其制造方法 |
| CN107045977A (zh) * | 2016-02-05 | 2017-08-15 | 朗姆研究公司 | 连续等离子体中的原子层蚀刻 |
| WO2022187299A1 (en) * | 2021-03-04 | 2022-09-09 | Applied Materials, Inc. | Treatments to improve device performance |
| CN116344364A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-06-27 | 合肥晶合集成电路股份有限公司 | 半导体器件的制作方法以及半导体器件 |
| CN116741640A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-12 | 苏州华太电子技术股份有限公司 | 半导体结构的制作方法和半导体结构 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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