TWI420604B - 使用雙間隔物製程之雙金屬矽化物結構 - Google Patents
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Description
本發明概言之係關於半導體裝置之領域。於一態樣中，本發明係關於半導體裝置中矽化物元件之形成。
矽化物之使用在半導體製造領域中係眾所周知。矽化物係矽金屬合金。於MOS(金屬氧化物半導體)製造製程中，使用矽化物提供用於接觸一MOS電晶體之閘電極及源電極和汲電極之低電阻率構造。矽化物較佳亦充當一障壁層，其阻止源極/汲極域之半導體材料與一隨後形成之互連構造之間的交互作用。
用於矽化物形成之候選金屬(其已經受顯著之發展努力)包括第Ⅷ族金屬矽化物，例如PtSi、Pd2
Si、TiSi2
、CoSi2
、ErSi2
及NiSi，其展示合意之低電阻率、在合意之低溫下與矽反應且不與多數電介質反應。不幸地，該等材料皆非高階MOS製造中各種應用之理想材料。舉例而言，將鎳用作源極/汲極區域之矽化物金屬會存在問題，此乃因NiSi會在p＋活性區域上出現與NiSi2
相關之尖峰，並侵蝕至間隔物與閘電極下。鈷矽化物在形成於多晶矽閘極中時亦存在問題，此乃因在側面多晶矽尺寸低於40 nm處(此處會出現結塊及空洞)電阻會顯著升高。
因此，需要一種半導體生產製程，其有效地合併多種類型矽化物之益處而不招致與任一矽化物相關聯之缺點。亦需要一種可避免與較小裝置幾何結構之現有矽化物材料相關聯之效能限制的製造製程。此外，需要將現有矽化物材料之有用性延伸至較小裝置幾何結構。亦需要改良之半導體製程及裝置，以克服諸如上文所概述之該領域中之問題。藉由參照附圖及下文之詳細闡述，熟習此項技術者將在審閱本申請案之剩餘部分後更清楚瞭解習用製程及技術之進一步限制及缺點。
本文闡述一種用於使用兩個矽化物形成製程來製造矽化物區域之方法及設備，藉此在多晶矽及活性源極汲極區域中形成一第一矽化物(例如鈷矽化物)，隨後形成側壁間隔物並將其用於多晶矽及活性源極汲極區域內一第二矽化物(例如鎳矽化物)之形成。藉助此種途徑，側壁間隔物會有效地將活性源極/汲極區域與通道區域中之鎳矽化物分離，從而減少侵蝕。此外，第二矽化物會填充多晶矽中由第一矽化物留下之任何空洞，此可藉助某些矽化物(例如CoSi2
)以某種多晶矽尺寸(例如，低於40 nm)進行。藉助所得構造，用一具有低電阻率之均勻矽化物填充該多晶矽閘極及線路，同時控制及減輕來自源極/汲極矽化物區域之侵蝕。
現將參照附圖詳細闡述本發明之各種說明性實施例。儘管下文闡述中已列舉各種細節，但應瞭解，不藉助該等具體細節亦可實行本發明，且可針對本文所述之發明做出各種實施方案特有之決策，以達成裝置設計者之具體目標，諸如依從製程技術或設計相關之約束(其將隨不同實施方案而變化)。儘管此一發展努力可能複雜且耗費時間，然而對於自此揭示內容中獲益之熟習此項技術者此將係例行事業。舉例而言，將參照一半導體裝置之簡化剖面圖繪示所選擇態樣，但不包括每一裝置特徵或幾何結構以避免限制或模糊本發明。熟習此項技術者將使用此類闡釋及描述將其工作之實質闡述及傳達給其他熟習此項技術者。
現轉至圖1，其繪示一半導體構造2之部分剖面圖，該半導體構造2包括一基板4、一介電層6及一經蝕刻之多晶矽構造10，諸如一在基板4中界定一通道區域之線路或經蝕刻閘極堆疊。於所繪示之中間製造階段，由接近於多晶矽構造10之襯裏氧化物層15、17及介電層16、18形成植入間隔物。此外，繪示可在形成多晶矽構造10之前、期間及/或之後形成之源極/汲極區域12、14(其可視需要包括延伸或光暈區域)。如繪示，可藉由使用習用植入製程植入具有預定傳導性類型之離子在經蝕刻之多晶矽構造10周圍植入光暈區域及/或淺延伸區域來形成源極/汲極區域12、14。此外，源極/汲極區域12、14亦可包括藉由再次使用習用植入製程在植入間隔物15-18周圍植入離子而形成之較深源極/汲極區域。為配合習用製程，對所植入離子進行退火或加熱以將所植入離子驅動或擴散至基板4內，從而形成源極及汲極區域12、14。
相依於所製造裝置之類型，可將基板4構建為一塊狀矽基板、單晶矽(摻雜或未經摻雜)、或任一包括(例如)Si、SiC、SiGe、SiGeC、Ge、GaAs、InAs、InP以及其他III-
IV族化合物半導體或其任一組合之半導體材料，且可視需要形成為塊狀處理晶圓。此外，基板4可構建為一絕緣層上矽(SOI)構造之頂部矽層。於形成經蝕刻之多晶矽構造10之前，藉由使用化學氣體沈積(CVD)、電漿增強型化學氣體沈積(PECVD)、實體氣體沈積(PVD)、原子層沈積(ALD)、熱氧化或上述之任意組合在半導體基板4上沈積或生長一絕緣體或高k電介質(例如，二氧化矽、氧氮化物、金屬氧化物、氮化物等)來形成一絕緣體或介電層6。無論如何形成，絕緣體或介電層6均可在形成為一電晶體之閘極介電層時形成至約5至200埃之厚度，但亦可使用其他厚度。對於多晶矽構造10，其可藉由遮掩及蝕刻一個或多個(摻雜或未經摻雜)之多晶矽或矽鍺層來形成，該一個或多個多晶矽或矽鍺層係使用CVD、PECVD、PVD、ALD或其任意組合而沈積至約500-2000埃之厚度，但亦可使用一較薄或較厚層。可使用任一合意之圖形化及蝕刻序列形成經蝕刻之多晶矽構造10，其包括(但不限於)光阻劑或一硬遮罩形成、TEOS蝕刻(使用光阻劑作為一遮罩)、ARC蝕刻(使用剩餘之TEOS作為一遮罩)、蝕刻前清潔、氧化物穿透、主多晶矽電漿蝕刻、軟著陸蝕刻、多晶矽清潔過蝕刻及/或蝕刻後清潔。
應瞭解，可使用多晶矽構造10在一PMOS或NMOS電晶體裝置中形成一閘極堆疊或電極，其中該閘極堆疊/電極包括一上部多晶矽層。然而，亦可使用多晶矽構造10形成非揮發性記憶體裝置，諸如浮動閘極裝置、奈米叢集裝置
及SONOS(矽-氧-氮-氧-矽)裝置。對於此類應用，藉助複數個奈米叢集或奈米晶體(亦即離散儲存組件)(例如於一奈米晶體NVM裝置之情形中)等不同類型之材料或構造或某些其他用於傳導及儲存電荷之材料來構建多晶矽構造10。多晶矽構造10亦可包括一氮化物層(未顯示)，其隨後用於依照各種非揮發性記憶體實施例提供一電荷儲存功能。
如圖1中繪示，在基板4及多晶矽構造10上已形成一個或多個介電層15、17(例如一襯裏氧化物)及介電層16、18，隨後選擇性地蝕刻該等介電層以形成毗鄰多晶矽構造10之側壁定位之植入間隔物15-18。於所繪示實施例中，使用任一合意之形成製程(諸如CVD、PECVD、PVD、ALD、熱氧化或其任意組合)將襯裏氧化物層15、17形成為保護性TEOS(原矽酸四乙酯)氧化物之一薄層(約100Å)，隨後使用任一合意之沈積製程(諸如CVD、PECVD、PVD、ALD或其任意組合)形成一相對厚之介電層(例如多於500Å之氮化矽)，且隨後選擇性地蝕刻該襯裏氧化物層及介電層以形成毗鄰多晶矽構造10之植入間隔物15-18。相依於所沈積介電層之組成材料及尺寸，蝕刻過程可使用一個或多個各向異性之蝕刻製程形成植入間隔物15-18，其包括一乾蝕刻製程(諸如反應離子蝕刻、離子束蝕刻、電漿蝕刻、雷射蝕刻)、一濕蝕刻製程(其中利用一化學蝕刻劑)或其任一組合。如圖式中所圖解說明，可在經蝕刻之多晶矽構造10之兩個相對面上形成側壁間隔物(以及任一底層間隔物襯裏氧化物)，但應瞭解，可在經蝕刻之多晶矽構造
10之任何一個或多個或全部側面上形成側壁間隔物(以及任一底層間隔物襯裏氧化物)。亦應瞭解，藉由在一經蝕刻多晶矽或閘極構造之每一側上形成實體分離之間隔物或藉由在經蝕刻之多晶矽構造10之一個或多個週邊側壁上形成一單個間隔物，可自一經蝕刻多晶矽或閘極構造之每一側上之一個或多個介電層形成一間隔物或側壁間隔物。
圖2圖解說明在半導體構造2上形成一個或多個第一金屬層20、22之後接續於圖1之半導體構造2之製程。依據各種實施例，藉由沈積或濺鍍約30-100埃之厚度來將一第一金屬層20覆蓋在半導體構造上，但亦可使用一較薄或較厚層。第一金屬層20包含用於在多晶矽構造10上及活性源極/汲極區域12、14之至少一部分中形成矽化物之金屬。用於此種第一金屬矽化物之候選金屬包括第Ⅷ族金屬之任一者。然而，於一針對其低電阻率之合意實施方案中，第一金屬層20將鈷用作第一矽化物金屬，但亦可形成或濺鍍其他傳導材料。
於一所選實施例中，自兩個或更多個子層形成該第一金屬層。舉例而言，在第一金屬層20上形成一第一金屬子層22作為一覆蓋或障壁子層，其厚度(例如約10-15nm)適合形成一於矽化物形成期間之後續退火處理步驟期間阻止自周圍環境引入氧原子之障壁層。覆蓋層22亦使得能夠形成一較平滑之矽化物層。一合適之障壁化合物係氮化鈦，其因其障壁品質而在半導體製程領域中眾所習知。
圖3圖解說明在閘極、源極及汲極區域中形成第一矽化物區域30、32、34後接續於圖2之半導體構造2之製程。於一例示性實施例中，藉由實施一初始快速熱退火步驟來促進第一金屬層20與底層半導體材料之反應，隨後實施一濕清潔步驟以自介電區域(例如間隔物及溝道區域)移除未反應之金屬並隨後實施一可選第二退火步驟。該退火處理可係(例如)快速熱處理、爐內退火、峰值退火或雷射退火。於一所選實施例中，一快速熱退火(RTA)製程將半導體構造2置於一加熱至低於600℃(例如450℃)溫度之惰性環境中達一低於60秒之持續時間，以使第一金屬層20中之鈷或其他金屬與源極/汲極區域12、14中之底層多晶矽或其他半導體材料反應。初始快速熱退火步驟之定時及溫度經選擇以使金屬層20與多晶矽構造10及基板4之暴露表面反應，但不與植入間隔物材料15－18反應。於實施第一退火處理之後，藉助一適當之金屬蝕刻(諸如一Piranha濕清潔製程)選擇性地移除第一金屬層20(包括任一覆蓋子層22)之任何未反應部分。於圖3中繪示之實施例中，第一金屬層20之未反應部分包括覆蓋於任一電介質(例如任何植入間隔物15－18及絕緣電介質(未顯示))上之所有部分，從而留下所暴露之多晶矽構造10及源極/汲極區域12、14作為其中金屬將發生反應之唯一區域。於移除未反應之第一金屬層20之後，於第二可選退火步驟中，將剩餘之第一金屬層在一惰性環境中加熱至高於600℃之溫度(例如700℃)持續不到60秒，以與底層之矽反應並完成第一矽化物區域30、32、34在多晶矽10及基板4之暴露表面上之形成，從而形成(例如)CoSi2
。考量半導體構造2之後續熱處理，第二退火步驟之定時及溫度可經選擇以將所反應矽化物30、32、34推入一低電阻率狀態。
圖4圖解說明於形成側壁間隔物40、42後接續於圖3之半導體構造2之製程。應瞭解，可將間隔物40、42形成為一形成於經蝕刻之多晶矽構造10之側面側壁上之單個連續間隔物，但亦可將該等間隔物形成為分離之間隔物構造，或儘管將該等間隔物形成為一單個連續間隔物構造之部分但可單獨提及。如圖解說明，可藉由沈積任一合意之介電材料(諸如氧化物或氮化物)及隨後使用一個或多個各向異性之蝕刻製程選擇性地蝕刻所沈積材料以形成側壁間隔物40、42來形成間隔物40、42。因此，間隔物40、42係毗鄰植入間隔物15-18形成及/或形成於植入間隔物15-18上。合適之間隔物蝕刻製程包括乾蝕刻、濕蝕刻製程或其任一組合。由於第二矽化物區域(下文所述)之形成中使用側壁間隔物40、42，因此側壁間隔物40、42亦可稱作矽化物間隔物。於所選實施例中，側壁間隔物40、42之最終剩餘厚度可經選擇以確保第二矽化物區域之任一侵蝕不會進入任一閘極通道區域及/或穿過現有之光暈或延伸區域。
圖5圖解說明在半導體構造2上形成一個或多個第二金屬層52、54之後接續於圖4之半導體構造2之製程。依據各種實施例，在該半導體構造(例如於晶圓處理期間)上將一第二金屬層52毯覆沈積或濺鍍至約30-200埃之厚度，但亦可使用一較薄或較厚層。第二金屬層52包含一可自第Ⅷ族金屬之任一者中選擇之金屬材料。於一所選實施例中，第二金屬層52係一不同於第一金屬層20中之金屬的金屬，從而使自第二金屬層52形成之矽化物不同於第一矽化物構造32、34之矽化物。於一經設計以避免與使用鈷在細多晶矽線路上形成一矽化物相關聯之問題並在多晶矽構造10中提供低電阻率之實施方案中，第二金屬層52利用鎳作為第二矽化物金屬，但亦可形成或濺鍍其他傳導材料。儘管鎳及其矽化物在用在源極/汲極區域上時伴隨有尖峰接點及侵蝕，但鎳在用在多晶矽閘電極及/或線路上時亦會展示合意之特性，諸如低電阻率。此外，當用於在窄多晶矽線路上形成矽化物時鎳並不展示與鈷所展示之相同因難。
於一所選實施例中，自兩個或更多個子層形成第二金屬層52。舉例而言，在第二金屬層52上形成一第二金屬子層54作為一覆蓋或障壁子層，其厚度適合形成一於矽化物形成期間之後續退火步驟期間阻止自周圍環境引入氧原子之障壁層。第二金屬子層54係一包括一障壁材料(例如上文參照圖2之覆蓋子層22闡述之氮化鈦)之障壁層。
圖6圖解說明在閘極、源極及汲極區域中形成第二矽化物區域60、62、64之後接續於圖5之半導體構造2之製程。於一說明性實施例中，藉由實施一退火步驟來促進第二金屬層52與底層之半導體材料的反應，隨後實施一濕清潔步驟以自植入間隔物材料15－18、側壁間隔物40、42及絕緣體區域(未顯示)之暴露表面移除金屬並隨後實施一可選第二退火步驟。舉例而言，一快速熱退火(RTA)製程將半導體構造2置於一加熱至低於500℃溫度(例如360℃)之惰性環境中持續不到60秒，以使第二金屬層52中之鎳或其他金屬與源極/汲極區域12、14中之底層多晶矽或其他半導體材料反應。初始快速熱退火步驟之定時及溫度經選擇以使金屬層52與多晶矽構造10及基板4之暴露表面反應，但不與植入間隔物15－18、側壁間隔物40、42及絕緣區域(未顯示)之材料反應。於實施第一退火處理之後，藉助一適當之濕蝕刻(諸如一Piranha清潔製程)移除第二金屬層52(包括任一覆蓋子層54)之任何未反應部分。於圖6中所繪示實施例中，第二金屬層52之未反應部分包括覆蓋於任一電介質(例如任何植入間隔物15－18、側壁間隔物40、42及絕緣電介質(未顯示))上之所有部分，從而留下所暴露之多晶矽構造10及源極/汲極區域12、14作為其中金屬將發生反應之唯一區域。於移除未反應之第二金屬層52之後，於可選第二退火步驟中，將剩餘之第二金屬層在一惰性環境中加熱至或低於500℃(例如400℃)之溫度持續不到30秒，以與底層之矽反應並在多晶矽10及基板4之暴露表面上形成第二矽化物區域60、62、64。考量半導體構造2之後續熱處理，第二快速熱退火步驟之定時及溫度可經選擇以將所反應矽化物60、62、64推入一低電阻率狀態。於形成第二矽化物60、62、64之後可不藉助濕蝕刻或乾蝕刻來移除第二組間隔物40、42。
於一形式中，本文提供一種用於藉由在一半導體基板上形成一第一絕緣層並隨後在具有一上部多晶矽層之該第一絕緣層上形成一經蝕刻之狹窄(例如具有小於40 nm之線寬)閘極堆疊來製造一半導體構造。接下來，例如藉由在經蝕刻閘極堆疊之至少側表面上形成一間隔物襯裏氧化物並隨後在經蝕刻閘極堆疊之每一側壁上形成毗鄰該間隔物襯裏氧化物之氮化物側壁間隔物而在經蝕刻閘極堆疊之每一側上形成第一植入間隔物。當該第一植入間隔物處於合適位置時，在毗鄰經蝕刻閘極堆疊及第一植入間隔物之半導體基板內形成源極/汲極區域。藉助此種構造，在多晶矽層及源極/汲極區域之任一暴露表面上形成一第一矽化物(例如鈷矽化物)。接下來，在第一植入間隔物之每一側上形成第二側壁間隔物，並在多晶矽層之任一暴露表面上及未被第一及第二側壁間隔物或絕緣區域覆蓋之源極/汲極區域之任一暴露表面上形成一不同之第二矽化物(例如鎳矽化物)。每一矽化物皆可藉由在半導體構造上沈積一金屬層、實施一快速熱退火以使該金屬與多晶矽層及源極/汲極區域之至少一部分發生反應、移除該金屬層之未反應部分並隨後實施一第二快速熱退火來形成。藉助此種途徑，可使用第二矽化物填充多晶矽層中由第一矽化物留下之任一空洞，並隔開第二側壁間隔物以減少第二矽化物的侵蝕。此外，可在形成第二矽化物之後視需要移除第二側壁間隔物。
於另一形式中，提供一種用於在一電晶體構造中形成雙金屬矽化物區域之方法，其中該電晶體構造包括形成於一基板上之多晶矽閘極及閘極介電層。在該方法下，自基板中多晶矽閘極內及毗鄰該多晶矽閘極之活性源極/汲極區域內之一第一金屬(例如鈷)形成第一矽化物區域。於一實例性實施方案中，藉由在一閘極電介質及基板上形成一經蝕刻之第一多晶矽閘極、在該經蝕刻第一多晶矽閘極之每一側上形成第一間隔物、形成毗鄰該經蝕刻第一多晶矽閘極及第一間隔物之活性源極/汲極區域及隨後在該經蝕刻第一多晶矽閘極及活性源極/汲極區域之任一暴露表面上形成一第一矽化物區域來形成該等第一矽化物區域。接下來，在多晶矽閘極之每一側上於半導體基板上方形成第二間隔物。於一實例性實施方案中，藉由在該經蝕刻第一多晶矽閘極之至少側表面上形成一間隔物襯裏氧化物並隨後在該經蝕刻第一多晶矽閘極之每一側壁上形成毗鄰該間隔物襯裏氧化物之氮化物側壁間隔物來形成該等第二間隔物。最後，自多晶矽閘極內及未被該等第二間隔物覆蓋之活性源極/汲極區域之任一暴露表面內之一第二金屬(例如鎳)形成第二矽化物區域。於一所選實施例中，藉由沈積一金屬層、退火該金屬層(例如藉由一快速熱退火、一爐內退火、一峰值退火或一雷射退火)以與該第一多晶矽閘極及該活性源極/汲極區域之至少一部分反應、移除該金屬層之未反應部分並退火任一剩餘之未反應金屬層來形成該等矽化物區域。
於再一形式中，提供一種用於使用兩種矽化物形成製程來製造矽化物區域之方法。在一多晶矽閘極及活性源極/汲極區域中形成第一矽化物區域(例如鈷矽化物)之後，毗鄰該多晶矽閘極形成側壁間隔物以部分地覆蓋該等活性源極/汲極區域，隨後藉由使用該等側壁間隔物有效地將活性源極/汲極區域中之鎳矽化物與該多晶矽閘極下方一通道區域分離而在多晶矽閘極及未被側壁間隔物覆蓋之活性源極/汲極區域之任一暴露表面內形成第二矽化物區域(例如鎳矽化物)，藉以降低鎳矽化物區域之侵蝕。
儘管本文揭示之所述實例性實施例係針對各種半導體裝置構造及用於製備該等半導體裝置構造之方法，但本發明未必限定於圖解說明本發明之發明性態樣之實例性實施例，該等發明性態樣適用於各種各樣半導體製程及/或裝置。因此，上文所揭示之具體實施例僅係說明性且不應被視為係對本發明之限定，因為受益於本文教示之熟習此項技術者可以其知曉之不同但等效方式修改及實行本發明。舉例而言，所繪示電晶體構造亦可形成於該基板之一井區域(未顯示)中，該基板可係一n摻雜井或p摻雜井。同樣，可藉助不同於所揭示彼等之傳導材料形成各種基於矽之構成層。此外，相依於底層基板或井區域之極性，源極及汲極及延伸部分可係p型或n型，以形成p型或n型半導體裝置。此外，所述層之厚度可偏離所揭示之厚度值，且提供任何指定之蝕刻化學性質僅係出於圖解說明之目的。因此，前述闡釋並不意欲將本發明限定於所陳述之具體形式，相反，其意欲涵蓋可包括於隨附申請專利範圍所界定之本發明精神及範疇內之替代、修改及等效物，以使熟習此項技術者應瞭解，其可在不背離本發明最廣闊形式之精神及範疇之前提下做出各種改變、替換及變更。
上文已根據具體實施例闡述了本發明之益處、其他優點及解決問題之方案。然而，該等益處、優點及解決問題之方案及任何可導致任何益處、優點或解決方案發生或變得更突出之組件皆不應被視為係任何或所有請求項之一關鍵、必需或基本特徵或組件。本文所用術語「包括」(「comprises」、「comprising」)或其任一其它變化形式皆旨在涵蓋一非排他性包括，以使一包括一組件列表之製程、方法、對象或設備不僅包括彼等組件亦可包括未明確列出或非此製程、方法、對象或設備所固有之其它組件。
2．．．半導體構造
4．．．基板
6．．．介電層
10．．．多晶矽構造
12．．．源極/汲極區域
14．．．源極/汲極區域
15．．．襯裏氧化物層
16．．．介電層
17．．．襯裏氧化物層
18．．．介電層
20．．．第一金屬層
22．．．第一金屬層
30．．．第一矽化物區域
32．．．第一矽化物區域
34．．．第一矽化物區域
40．．．側壁間隔物
42．．．側壁間隔物
52．．．第二金屬層
54．．．第二金屬層
60．．．第二矽化物區域
62．．．第二矽化物區域
64．．．第二矽化物區域
在結合下列圖式考量上文之詳細闡述時，可理解本發明及其各種目的、特徵及所獲得優點，圖式中：圖1係一在製造中處於中間階段之半導體構造之部分剖面圖，其強調接近於一傳導閘電極之襯裏氧化物及植入間隔物之形成；圖2圖解說明在該半導體構造上形成一個或多個第一金屬層後接續圖1之製程；圖3圖解說明在閘極、源極及汲極區域中形成第一矽化物區域後接續圖2之製程；圖4圖解說明在形成側壁間隔物後接續圖3之製程；圖5圖解說明在該半導體構造上形成一個或多個第二金屬層後接續圖4之製程；圖6圖解說明在閘極、源極及汲極區域中形成第二矽化物區域後接續圖5之製程。
應瞭解，為簡潔及清晰闡釋起見，圖中所圖解說明之組件並不一定按比例繪製。舉例而言，出於促進及改良清晰性及理解性之目的，相對於其他組件誇大了某些組件之尺寸。此外，在認為適當之處，於所有圖中重複參考編號以代表對應或相似組件。
2．．．半導體構造
4．．．基板
6．．．介電層
10．．．多晶矽構造
12．．．源極/汲極區域
14．．．源極/汲極區域
15．．．襯裏氧化物層
16．．．介電層
17．．．襯裏氧化物層
18．．．介電層
32．．．第一矽化物區域
34．．．第一矽化物區域
40．．．側壁間隔物
42．．．側壁間隔物
60．．．第二矽化物區域
62．．．第二矽化物區域
64．．．第二矽化物區域
Claims (20)
- 一種用於形成一半導體構造之方法，其包括：提供一半導體基板；在該半導體基板上形成一第一絕緣層；在該第一絕緣層上形成一包括一上部多晶矽層之經蝕刻閘極堆疊；在該經蝕刻閘極堆疊之每一側上於該半導體基板上方形成第一間隔物；在毗鄰該經蝕刻閘極堆疊及第一間隔物之該半導體基板內形成源極/汲極區域；在該多晶矽層及源極/汲極區域之任一暴露表面上形成一未被該等第一間隔物覆蓋之第一矽化物；在該等第一間隔物之每一側上及部份該第一矽化物上於該半導體基板上方形成第二間隔物；及在該多晶矽層之任一暴露表面上及未被該等第一及第二間隔物覆蓋之該等源極/汲極區域之任一暴露表面上形成一第二矽化物，其中該第一矽化物不同於該第二矽化物。
- 如請求項1之方法，其中形成一經蝕刻閘極堆疊包括形成一具有小於40nm之線寬之閘電極。
- 如請求項1之方法，其中該第一矽化物係鈷矽化物。
- 如請求項1之方法，其中該第二矽化物係鎳矽化物。
- 如請求項1之方法，其中該第一矽化物係鈷矽化物且該第二矽化物係鎳矽化物。
- 如請求項1之方法，其中形成第一間隔物包括：在該經蝕刻閘極堆疊之至少側表面上於該半導體基板上方形成一間隔物襯裏氧化物；及在該經蝕刻閘極堆疊之每一側壁上毗鄰該間隔物襯裏氧化物形成氮化物側壁間隔物。
- 如請求項1之方法，其中形成該第一矽化物包括：在該半導體構造上方沈積一第一金屬層；實施一第一快速熱退火以使該第一金屬層與該多晶矽層及該等源極/汲極區域之至少一部分反應；移除該第一金屬層之未反應部分；及實施一第二快速熱退火。
- 如請求項1之方法，其中形成該第二矽化物包括：在該半導體構造上方沈積一第二金屬層；實施一第一快速熱退火以使該第二金屬層與該多晶矽層及該等源極/汲極區域之至少一部分反應；移除該第二金屬層之未反應部分；及實施一第二快速熱退火，藉此該第二矽化物不會侵蝕至該經蝕刻閘極堆疊下。
- 如請求項1之方法，其中該第二矽化物填充該多晶矽層中由該第一矽化物留下之任何空洞。
- 如請求項1之方法，其中隔開該等第二間隔物以降低該第二矽化物的侵蝕。
- 如請求項1之方法，其中於形成該第二矽化物之後移除該等第二間隔物。
- 一種用於在一電晶體構造中形成雙金屬矽化物區域以界定活性源極/汲極區域之方法，該電晶體構造具有一第一多晶矽閘極及形成於一基板上方之閘極介電層，該方法包括：自一第一多晶矽閘極中及該基板中活性源極/汲極區域中之一第一金屬且毗鄰該第一多晶矽閘極形成第一矽化物區域；在該第一多晶矽閘極之每一側上及部份該等第一矽化物區域上於該基板上方形成間隔物；及自該第一多晶矽閘極中及未被該等間隔物覆蓋之該等活性源極/汲極區域之任一暴露表面中之一第二金屬形成第二矽化物區域，其中該第一及第二金屬不同。
- 如請求項12之方法，其中形成第一矽化物區域包括：提供一基板；在該基板上方形成一閘極介電層；在該閘極介電層上方形成一包括一上部多晶矽層之經蝕刻第一多晶矽閘極；在該經蝕刻第一多晶矽閘極之每一側上於該基板上方形成第一間隔物；在毗鄰該經蝕刻第一多晶矽閘極及第一間隔物之該基板中形成活性源極/汲極區域；及在該上部多晶矽層及該等活性源極/汲極區域之任一暴露表面上形成一第一矽化物。
- 如請求項12之方法，其中該第一金屬係鈷且該第二金屬 係鎳。
- 如請求項12之方法，其中形成間隔物包括：在一經蝕刻第一多晶矽閘極之至少側表面上於該基板上方形成一間隔物襯裏氧化物；及在該經蝕刻第一多晶矽閘極之每一側壁上毗鄰該間隔物襯裏氧化物形成氮化物側壁間隔物。
- 如請求項12之方法，其中形成第一矽化物區域包括：沈積一第一金屬層；退火該第一金屬層以與該第一多晶矽閘極及該等活性源極/汲極區域之至少一部分反應；移除該第一金屬層之未反應部分；及退火任何剩餘之未反應第一金屬層以形成該等第一矽化物區域。
- 如請求項12之方法，其中形成第二矽化物區域包括：沈積一第二金屬層；退火該第二金屬層以與該第一多晶矽閘極及該等源極/汲極區域之至少一部分反應；移除該第二金屬層之未反應部分；及退火任何剩餘之未反應第二金屬層以形成該等第二矽化物區域。
- 如請求項17之方法，其中每一退火步驟皆包括一快速熱退火、一爐內退火、一峰值退火或一雷射退火。
- 一種用於使用兩種矽化物形成製程來製造矽化物區域之方法，其包括： 在一多晶矽閘極及活性源極/汲極區域內形成第一矽化物區域；毗鄰該多晶矽閘極形成側壁間隔物以部分地覆蓋在該等活性源極/汲極區域中之至少部份該等第一矽化物區域上；及在該多晶矽閘極及未被該等側壁間隔物覆蓋之該等活性源極/汲極區域之任一暴露表面中形成多個第二矽化物區域，藉由使用該等側壁間隔物分離該等活性源極/汲極區域中之該等第二矽化物區域，使該等第二矽化物區域比該等第一矽化物區域離一通道區域更遠，藉以減少該等第二矽化物區域之侵蝕。
- 如請求項19之方法，其中該等第一矽化物區域係自鈷矽化物形成，且該等第二矽化物區域係自鎳矽化物形成。
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