專利名稱：一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor, M0SFET)是一種可以廣泛應(yīng)用在數(shù)字電路和模擬電路中的晶體管。圖10為常規(guī)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的剖面示意圖，如圖10所示，該MOSFET包括襯底100、源/漏區(qū)110、源/漏延伸區(qū)111、柵極堆疊以及側(cè)墻240，可選地，還包括用于隔離相鄰MOSFET結(jié)構(gòu)的淺溝槽120。其中，所述柵極堆疊形成于所述襯底100之上，包括柵介質(zhì)層210、柵極220以及覆蓋層230 ;所述源/漏區(qū)110形成于所述襯底100之中，位于所述柵極堆疊兩側(cè)；所述源/漏延伸區(qū)111從所述源/漏區(qū)110延伸至靠近所述柵極堆疊，其厚度小于所述源/漏區(qū)110 ;所述側(cè)墻240位于所述柵極堆疊的側(cè)壁上，覆蓋所述源/漏延伸區(qū)111 ;在所述源/漏區(qū)110上存在接觸層300 (利于減小接觸電阻)，對(duì)于含硅襯底來(lái)說(shuō)是形成金屬硅化物層。在下文中以含硅襯底為例進(jìn)行描述，將接觸層代稱為金屬娃化物層。接觸層有利于減小源/漏區(qū)的接觸電阻，以硅基半導(dǎo)體為例，如圖11所示，在深亞微米CMOS器件中，常用的金屬硅化物層材料為T(mén)iSi2、CoSi2,隨著器件尺寸進(jìn)一步減小，特別是工藝節(jié)點(diǎn)到達(dá)90nm、65nm及其以下，TiSi2, CoSi2可能無(wú)法滿足更低的接觸電阻的要求。在65nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)及其以下，NiSi取代TiSi2、CoSi2成為新一代的接觸層材料。日本 Hiroshi Iwai 等 2002 年發(fā)表在 Microelectronic Engineering 上的“NiSi salicidetechnology for scaled CMOS”一文中，詳細(xì)介紹了 NiSi自對(duì)準(zhǔn)娃化物技術(shù)在CMOS工藝中的應(yīng)用。NiSi相比于TiSi2XoSi2等金屬硅化物，具有形成溫度低Γ400 )、硅化過(guò)程中消耗硅少、接觸電阻更低的優(yōu)點(diǎn)，再加入適量合適的金屬(如Pt)，以Ni合金硅化物作為接觸層，可以增強(qiáng)由于形成偽二元固態(tài)溶液的NiSi的熱穩(wěn)定性，使得器件獲得最佳性能。NiSi形成過(guò)程不同于TiSi2XoSi2等,娃化過(guò)程中Ni擴(kuò)散進(jìn)入娃中，形成NiSi,而TiSi2等的形成是Si原子擴(kuò)散進(jìn)入金屬中形成硅化物，Ni相對(duì)于Ti、Co、Pt等在硅中有更大的擴(kuò)散系數(shù)。當(dāng)Ni橫向擴(kuò)散進(jìn)入到溝道區(qū)中時(shí)，相當(dāng)于在溝道中形成了硅化物層，容易導(dǎo)致溝道短路，使得半導(dǎo)體器件失效。因此，在接觸電阻滿足產(chǎn)品需要時(shí)，如何減少Ni擴(kuò)散，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，使得半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在接觸電阻滿足產(chǎn)品需要時(shí)，減少Ni擴(kuò)散。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，該方法包括以下步驟
提供襯底，所述襯底上形成有源區(qū)，在所述有源區(qū)上順序形成柵極堆疊、以所述柵極堆、疊為掩膜形成源/漏延伸區(qū)、環(huán)繞所述柵極堆疊的第一側(cè)墻、以及以所述柵極堆疊和所述第一側(cè)墻為掩膜形成源/漏區(qū)之后，暴露部分所述有源區(qū)；
在暴露的所述有源區(qū)上形成第一接觸層；
在所述第一接觸層中靠近所述柵極堆疊的區(qū)域上形成第二側(cè)墻后，覆蓋部分暴露的所述有源區(qū)；
在剩余的所述暴露的有源區(qū)上形成第二接觸層。本發(fā)明另一方面還提出一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括，柵極堆疊，所述柵極堆疊形成于有源區(qū)上且暴露剩余的所述有源區(qū)，還包括
第一接觸層和第二接觸層，所述第一接觸層和所述第二接觸層嵌于所述有源區(qū)中，所述第一接觸層至少覆蓋部分所述有源區(qū)，所述第二接觸層接于所述第一接觸層；與所述第一接觸層相比，所述第二接觸層更遠(yuǎn)離所述柵堆疊且所述第一接觸層的擴(kuò)散系數(shù)小于所述第二接觸層的擴(kuò)散系數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
采用本發(fā)明提供的方法，先在暴露的有源區(qū)上形成第一接觸層，繼而，在形成第二側(cè)墻后，在剩余的所述暴露的有源區(qū)上形成第二接觸層，通過(guò)在所述第一接觸層與第二接觸層擴(kuò)散系數(shù)相同時(shí)，使所述第一接觸層的厚度小于所述第二接觸層的厚度；所述第一接觸層與第二接觸層擴(kuò)散系數(shù)不同時(shí)，使所述第一接觸層的擴(kuò)散系數(shù)小于第二接觸層的擴(kuò)散系數(shù)，都可使得在靠近柵極堆疊的區(qū)域處的擴(kuò)散源被進(jìn)一步限制，利于減少各接觸層中的相應(yīng)成分向器件溝道區(qū)中擴(kuò)散，利于提高半導(dǎo)體器件的性能；
采用本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件，通過(guò)使第二接觸層更遠(yuǎn)離所述柵堆疊，并且所述第一接觸層的擴(kuò)散系數(shù)小于第二接觸層的擴(kuò)散系數(shù)，可使得在靠近柵極堆疊的區(qū)域處的擴(kuò)散源被進(jìn)一步限制，利于減少各接觸層中的相應(yīng)成分向器件溝道區(qū)中擴(kuò)散，利于提高半導(dǎo)體器件的性能。


通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯
圖I為根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制造方法的流程 圖2至圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例按照?qǐng)DI所示流程制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的各個(gè)階段的剖面示意 圖10為現(xiàn)有技術(shù)中金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的剖面示意圖；以及 圖11為現(xiàn)有技術(shù)中硅基半導(dǎo)體器件中采用的金屬硅化物接觸層材料的發(fā)展歷程。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對(duì)公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。下面，將結(jié)合圖2至圖9對(duì)圖I中形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法進(jìn)行具體地描述。參考圖I和圖2，在步驟SlOl中，提供襯底100，在所述襯底100上形成有源區(qū)(未在圖中示出)，所述有源區(qū)為經(jīng)過(guò)摻雜形成的用于制作半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的襯底區(qū)域，在所述有源區(qū)上形成柵極堆疊，以所述柵極堆疊為掩膜，形成源/漏延伸區(qū)111、環(huán)繞所述柵極堆疊的第一側(cè)墻240-1、以及源/漏區(qū)110后，暴露部分所述有源區(qū)。其中，所述柵極堆疊包括柵介質(zhì)層210、柵極220和覆蓋層230。在本實(shí)施例中，襯底100包括硅襯底(例如硅晶片)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公知的設(shè)計(jì)要求(例如P型襯底或者N型襯底)，襯底100可以包括各種摻雜配置。其他實(shí)施例中襯底100還可以包括其他基本半導(dǎo)體(如III - V族材料)，例如鍺?；蛘?，襯底100可以包括化合物半導(dǎo)體，例如碳化硅、砷化鎵、砷化銦。典型地，襯底100可以具有但不限于幾百微米的厚度，例如可以在400 μ m-800 μ m的厚度范圍內(nèi)。在襯底100中形成有隔離區(qū)，例如淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)120，以便電隔離連續(xù)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件。在形成柵極堆疊時(shí)，首先在襯底100上形成柵介質(zhì)層210，在本實(shí)施例中，所述柵介質(zhì)層210可以為氧化硅、氮化硅及其組合形成，在其他實(shí)施例中，所述柵介質(zhì)層210也可以是高 K 介質(zhì)，例如，Hf02、HfSiO、HfSiON、HfTaO, HfTiO, HfZrO, A1203、La2O3、ZrO2、LaAlO 中的一種或其組合，其厚度可以為2nm -IOnm,如5nm、8nm。所述柵極可以是通過(guò)沉積形成的重?fù)诫s多晶硅，或是先形成功函數(shù)金屬層(對(duì)于NM0S，例如TaC，TiN, TaTbN, TaErN, TaYbN,TaSiN, HfSiN, MoSiN, RuTax, NiTax 等，對(duì)于 PM0S，例如 MoNx, TiSiN, TiCN, TaAlC,TiAlN, TaN, PtSix, Ni3Si, Pt, Ru, Ir, Mo, HfRu, RuOx),其厚度可以為 lnm_20nm，如3nm、5nm、8nm、10nm、12nm或15nm,再在所述功函數(shù)金屬層上形成重?fù)诫s多晶娃、Ti、Co、Ni、Al、W或其合金等而形成柵極220。最后在柵極220上形成覆蓋層230，例如通過(guò)沉積氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅及其組合形成，用以保護(hù)柵極220的頂部區(qū)域。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，在執(zhí)行步驟SlOl時(shí)，也可采用后柵工藝(gatelast)，此時(shí)，柵極堆疊包括柵極220 (此時(shí)為偽柵)和承載所述柵極的柵介質(zhì)層210。在所述柵介質(zhì)層210上通過(guò)沉積例如多晶硅、多晶SiGe、非晶硅，摻雜或未摻雜的氧化硅及氮化娃、氮氧化娃、碳化娃，甚至金屬形成柵極220 (此時(shí)為偽柵),其厚度可以為IOnm -80nm ;最后，在所述柵極220 (此時(shí)為偽柵)上形成覆蓋層230，例如通過(guò)沉積氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅及其組合形成，用以保護(hù)偽柵極220的頂部區(qū)域，防止柵極220 (此時(shí)為偽柵)的頂部區(qū)域在后續(xù)形成接觸層的工藝中與沉積的金屬層發(fā)生反應(yīng)。在另一個(gè)采用后柵工藝實(shí)施例中，柵極堆疊也可以沒(méi)有柵介質(zhì)層210，而是后續(xù)工藝步驟中，除去所述偽柵后，在填充功函數(shù)金屬層之前形成柵介質(zhì)層210。
在形成柵極堆疊之后，首先通過(guò)低能注入的方式在襯底100中形成較淺的源/漏延伸區(qū)111，可以向襯底100中注入P型或N型摻雜物或雜質(zhì)，例如，對(duì)于PMOS來(lái)說(shuō)，源/漏延伸區(qū)111可以是P型摻雜的Si ;對(duì)于NMOS來(lái)說(shuō)，源/漏延伸區(qū)111可以是N型摻雜的Si。然后對(duì)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火，以激活源/漏延伸區(qū)111中的摻雜，退火可以采用包括快速退火、尖峰退火等其他合適的方法形成。由于源/漏延伸區(qū)111的厚度較淺，可以有效地抑制短溝道效應(yīng)。接著，在所述柵極堆疊的側(cè)壁上形成第一側(cè)墻240-1，用于將柵極隔開(kāi)。第一側(cè)墻240-1可以由氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅及其組合，和/或其他合適的材料形成。第一側(cè)墻240-1可以具有多層結(jié)構(gòu)。第一側(cè)墻240-1可以通過(guò)包括沉積刻蝕工藝形成，其厚度范圍可以是 IOnm-IOOnmjP 30nm、50nm 或 80nm。隨后，以所述第一側(cè)墻240-1為掩膜，向襯底100中注入P型或N型摻雜物或雜質(zhì)，進(jìn)而在所述柵極堆疊兩側(cè)形成源/漏區(qū)110，例如，對(duì)于PMOS來(lái)說(shuō)，源/漏區(qū)110可以是P型摻雜的Si ;對(duì)于NMOS來(lái)說(shuō)，源/漏區(qū)110可以是N型摻雜的Si。形成源/漏區(qū)110所注入的能量要大于形成源/漏延伸區(qū)111所注入的能量，從而形成的所述源/漏區(qū)110的厚度大于所述源/漏延伸區(qū)111的厚度，并與所述源/漏延伸區(qū)111呈梯狀輪廓。然后對(duì)所 述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行退火，以激活源/漏區(qū)110中的摻雜，退火可以采用包括快速退火、尖峰退火等其他合適的方法形成?？蛇x地，在步驟SlOl中，去除部分第一側(cè)墻240-1，以暴露至少部分被所述第一側(cè)墻240-1覆蓋的有源區(qū),在本實(shí)施例中可以為部分源/漏延伸區(qū)111,如圖2所示。具體地，可以采用包括濕法刻蝕和/或干法刻蝕的工藝去除部分第一側(cè)墻240-1，暴露在所述第一側(cè)墻240-1下的部分有源區(qū)。其中，濕法刻蝕工藝包括四甲基氫氧化銨(TMAH)、氫氧化鉀(KOH)或者其他合適刻蝕的溶液；干法刻蝕工藝包括六氟化硫(SF6)、溴化氫(HBr)、碘化氫(HI)、氯、氬、氦、甲烷(及氯代甲烷)、乙炔、乙烯等碳的氫化物及其組合，和/或其他合適的材料。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，采用后柵工藝(gate last)形成偽柵堆疊，如果偽柵極采用絕緣材料，如氧化硅、氮化硅等不會(huì)與沉積金屬層發(fā)生反應(yīng)的材料，則可以全部將第一側(cè)墻240-1去除，最大限度地增大有源區(qū)與沉積金屬產(chǎn)生反應(yīng)的區(qū)域，從而降低有源區(qū)與接觸層之間的接觸電阻，如果偽柵極的材料采用Si或者金屬，為了防止在后續(xù)工藝中，難以分離用以形成第一接觸層的金屬與作為偽柵極的金屬而影響偽柵堆疊的尺寸，進(jìn)而影響到執(zhí)行后柵工藝后所形成的柵堆疊結(jié)構(gòu)的尺寸，則只能將第一側(cè)墻240-1部分去除。在步驟S102中，在不被柵極堆疊和側(cè)墻覆蓋的有源區(qū)上，包括源/漏區(qū)110，和/或在去除部分或全部側(cè)墻240-1后所暴露的源/漏延伸區(qū)111上，形成第一接觸層300。具體地，參考圖3，沉積一層第一金屬層250以均勻覆蓋所述襯底100、柵極堆疊，其中，所述第一金屬層250的材料在襯底100中具有較小的擴(kuò)散系數(shù)，可以是Ti、Pt、Co中的一種或者其組合。退火后在不被柵極堆疊和側(cè)墻覆蓋的所述有源區(qū)上形成第一接觸層300。以襯底100為硅為例，第一接觸層300可以是TiSi2、PtSi2、CoSi2中的一種或其組合。優(yōu)選地,在本實(shí)施例中，參考圖4,退火之前的工藝步驟還包括,通過(guò)刻蝕工藝刻蝕第一金屬層250，只保留第一側(cè)墻240-1側(cè)壁部分的金屬，形成金屬側(cè)墻。然后執(zhí)行退火操作，如圖5所示，形成第一接觸層300，所述第一接觸層位于所述有源區(qū)中靠近所述柵極堆疊的區(qū)域，即，本實(shí)施例中，通過(guò)控制工藝參數(shù)(如所述第一金屬層250的厚度和刻蝕所述第一金屬層250的程度)，所述第一接觸層300可以只覆蓋接于源/漏延伸區(qū)111的部分源/漏區(qū)110。而在本發(fā)明的其他一些實(shí)施例中，在所述第一側(cè)墻240-1被部分或全部去除時(shí)，所述第一接觸層300也可以只覆蓋至少部分源/漏延伸區(qū)111，或者，覆蓋至少部分源/漏延伸區(qū)111和接于所述源/漏延伸區(qū)111的部分源/漏區(qū)110。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可不形成金屬側(cè)墻，而是在暴露的全部有源區(qū)上形成第一接觸層300。通過(guò)選擇沉積的第一金屬層250的厚度和材料，可以使得所形成的所述第一接觸層300在較高溫度(如850°C)下，仍具有熱穩(wěn)定性，能保持較低的電阻率，利于減少在后續(xù)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中高溫退火所導(dǎo)致的第一接觸層300電阻率的變大，而且所述第一金屬層250的材料在襯底 100中擴(kuò)散系數(shù)小，金屬原子不容易向溝道中橫向擴(kuò)散，利于減少溝道短路、器件失效的問(wèn)題。為了獲得熱穩(wěn)定的第一接觸層300，選擇第一金屬層的厚度為小于5nm或者所形成的第一接觸層300的厚度小于10nm。在步驟S102的最后通過(guò)選擇性刻蝕的方式去除未參加反應(yīng)形成第一接觸層300的殘留的第一金屬層250。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述第一接觸層300也可以只覆蓋全部的源/漏區(qū)110，即，在形成所述第一側(cè)墻240-1后，無(wú)需去除至少部分所述第一側(cè)墻240-1的步驟，而是直接在暴露的有源區(qū)上形成所述第一接觸層300，而此時(shí)暴露的有源區(qū)即為源/漏區(qū)110 ;或者，在形成所述第一側(cè)墻240-1后，無(wú)需去除至少部分所述側(cè)墻240-1的步驟，而是直接在所述第一側(cè)墻240-1的側(cè)壁上形成金屬側(cè)墻即可，此時(shí)，利用所述金屬側(cè)墻形成的所述第一接觸層300僅形成于所述源/漏區(qū)110上。參考圖I和圖6，在步驟S103中，在所述第一側(cè)墻240-1的外側(cè)形成第二側(cè)墻240-2。第二側(cè)墻240-2可以由氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、碳化硅及其組合，和/或其他合適的材料形成。第二側(cè)墻240-2可以具有多層結(jié)構(gòu)。第二側(cè)墻240-2可以通過(guò)包括沉積刻蝕工藝形成，其厚度范圍可以是IOnm-IOOnmJn 30nm、50nm或80nm。第二側(cè)墻240-2與第一側(cè)墻240-1可以是同種材料，也可以是不同材料。在本實(shí)施例中，第一側(cè)墻240-1被部分去除，第二側(cè)墻240-2只覆蓋部分或全部源/漏延伸區(qū)111 ;在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第一側(cè)墻240-1被全部去除時(shí)，第二側(cè)墻240-2可覆蓋至少部分源/漏延伸區(qū)111，或者，覆蓋全部源/漏延伸區(qū)111和接于所述源/漏延伸區(qū)111的部分源/漏區(qū)110 ;在第一側(cè)墻240-1不被去除時(shí)，第二側(cè)墻240-2只覆蓋部分源/漏區(qū)110。這里，所述第一側(cè)墻240-1和第二側(cè)墻240-2合起來(lái)作為柵極堆疊的側(cè)墻240。在本發(fā)明的其他一些實(shí)施例中，第一側(cè)墻240-1可以被全部去除，這時(shí)，側(cè)墻240只包含第二側(cè)墻240-2。參考圖I、圖7和圖8，執(zhí)行步驟S104，在剩余的所述暴露的有源區(qū)上形成第二接觸層310。具體地，參考圖7，沉積一層第二金屬層260以均勻覆蓋所述襯底100、柵極堆疊和側(cè)墻240。如圖8所示，退火后在未被所述柵極堆疊和側(cè)墻240覆蓋的有源區(qū)上形成第二接觸層310，其中，所述第一接觸層300與第二接觸層310擴(kuò)散系數(shù)相同時(shí)，所述第一接觸層300的厚度小于所述第二接觸層310的厚度；所述第一接觸層300與第二接觸層310擴(kuò)散系數(shù)不同時(shí)，所述第一接觸層300的擴(kuò)散系數(shù)小于第二接觸層310的擴(kuò)散系數(shù)。此外，所述第一接觸層300與第二接觸層310擴(kuò)散系數(shù)不同時(shí)，所述第一接觸層300的厚度也可小于所述第二接觸層310的厚度。第二金屬層260的材料可以是Ni或Ni合金，例如NiPt合金。為了獲得熱穩(wěn)定的第二接觸層310，可以選擇第二金屬層的材料為Ni，其厚度小于4nm;或者選擇第二金屬層的材料為NiPt，其厚度小于3nm并且其中Pt的重量百分含量小于5% ;或者所形成的第二接觸層310的厚度小于IOnm,優(yōu)選為小于6nm。由于第二接觸層310比所述第一接觸層300更遠(yuǎn)離所述柵極堆疊，Ni更難以擴(kuò)散進(jìn)溝道中，利于提高半導(dǎo)體器件的可靠性；即使在所述第一接觸層300與第二接觸層310擴(kuò)散系數(shù)相同時(shí)，通過(guò)使所述第一接觸層300的厚度小于所述第二接觸層310的厚度，可使得在靠近柵極堆疊的區(qū)域處的擴(kuò)散源被進(jìn)一步限制，利于減少各接觸層中的相應(yīng)成分向器件溝道區(qū)中擴(kuò)散，利于提高半導(dǎo)體器件的性能。在本實(shí)施例中，所述第二接觸層310接于所述第一接觸層300，且比所述第一接觸層300更遠(yuǎn)離所述柵極堆疊，所述第二接觸層310覆蓋全部源/漏區(qū)110。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，根據(jù)側(cè)墻240、第一接觸層300與源/漏區(qū)110、源/漏 延伸區(qū)111的相對(duì)位置關(guān)系，所述第二接觸層310還可以覆蓋部分源/漏區(qū)110，或者，覆蓋全部的源/漏區(qū)110和部分源/漏延伸區(qū)111。特別地，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，所述第一接觸層300覆蓋至少全部源/漏區(qū)300時(shí)，所述第二接觸層310形成在部分第一接觸層300上，通過(guò)第二金屬層260與第一接觸層或第一接觸層和所述半導(dǎo)體襯底100反應(yīng)形成第二接觸層310。隨后按照常規(guī)半導(dǎo)體制造工藝的步驟完成該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造。如圖9所示，在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的襯底上沉積層間介質(zhì)層400，刻蝕層間介質(zhì)層400以形成接觸孔，在接觸孔中填充接觸金屬以形成接觸塞500。在本發(fā)明的其他一些采用后柵工藝的實(shí)施例中，完成步驟S104后，沉積層間介質(zhì)400，然后進(jìn)行替代柵工藝，并對(duì)高K柵介質(zhì)層進(jìn)行退火；以及刻蝕層間介質(zhì)層以形成接觸孔，并在接觸孔中填充接觸金屬以形成接觸塞。由于上述常規(guī)制造工藝為本領(lǐng)域人員所公知，所以在此不再贅述。本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括，柵極堆疊，所述柵極堆疊形成于有源區(qū)上且暴露剩余的所述有源區(qū)，還包括
第一接觸層和第二接觸層，所述第一接觸層和所述第二接觸層嵌于所述有源區(qū)中，所述第一接觸層至少覆蓋部分所述有源區(qū)，所述第二接觸層接于所述第一接觸層；與所述第一接觸層相比，所述第二接觸層更遠(yuǎn)離所述柵堆疊，所述第一接觸層的擴(kuò)散系數(shù)小于第二接觸層的擴(kuò)散系數(shù)。其中，所述第一接觸層的材料包括TiSi、PtSi、CoSi2中的一種或其組合。優(yōu)選地，所述有源區(qū)為硅時(shí)，所述第二接觸層為NiSi或者Ni (Pt) Si2_y。優(yōu)選地，所述第二接觸層為Ni(Pt)Si2_y時(shí)，Pt的原子數(shù)百分比小于5%。優(yōu)選地，所述第二接觸層的厚度小于10nm。優(yōu)選地，所述第一接觸層的厚度小于所述第二接觸層的厚度。其中，對(duì)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)各實(shí)施例中各部分的結(jié)構(gòu)組成、材料及形成方法等均可與前述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成的方法實(shí)施例中描述的相同，不在贅述。雖然關(guān)于示例實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種變化、替換和修改。對(duì)于其他例子，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易理解在保持本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的同時(shí)，工藝步驟的次序可以變化。此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說(shuō)明書(shū)中描述的特定實(shí)施例的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地理解，對(duì) 于目前已存在或者以后即將開(kāi)發(fā)出的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，其中它們執(zhí)行與本發(fā)明描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié)果，依照本發(fā)明可以對(duì)它們進(jìn)行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，該方法包括以下步驟 提供襯底，所述襯底上形成有源區(qū)，在所述有源區(qū)上順序形成柵極堆疊、以所述柵極堆疊為掩膜形成源/漏延伸區(qū)、環(huán)繞所述柵極堆疊的第一側(cè)墻、以及以所述柵極堆疊和所述第一側(cè)墻為掩膜形成源/漏區(qū)之后，暴露部分所述有源區(qū)； 在暴露的所述有源區(qū)上形成第一接觸層； 在所述第一接觸層中靠近所述柵極堆疊的區(qū)域上形成第二側(cè)墻后，覆蓋部分暴露的所述有源區(qū)； 在剩余的所述暴露的有源區(qū)上形成第二接觸層，其中，所述第一接觸層與第二接觸層擴(kuò)散系數(shù)相同時(shí)，所述第一接觸層的厚度小于所述第二接觸層的厚度；所述第一接觸層與第二接觸層擴(kuò)散系數(shù)不同時(shí)，所述第一接觸層的擴(kuò)散系數(shù)小于第二接觸層的擴(kuò)散系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在暴露部分所述有源區(qū)和形成第一接觸層的步驟之間，還包括去除至少部分所述第一側(cè)墻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，在暴露的所述有源區(qū)上形成第一接觸層的步驟包括 在暴露的所述有源區(qū)中靠近所述柵極堆疊的區(qū)域上形成金屬側(cè)墻； 執(zhí)行退火操作，以使所述金屬側(cè)墻與所述承載所述金屬側(cè)墻的所述有源區(qū)表面反應(yīng)而形成第一接觸層； 去除未反應(yīng)的所述金屬側(cè)墻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述金屬側(cè)墻的材料包括Ti、Pt、Co中的一種或其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述第一接觸層與第二接觸層擴(kuò)散系數(shù)不同時(shí)，所述第一接觸層的厚度小于所述第二接觸層的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述襯底為硅時(shí)，所述第二接觸層為NiSi或者 Ni (Pt)Si2_y。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述第二接觸層為Ni(Pt)Si2_y時(shí)，Pt的原子數(shù)百分比小于5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述第二接觸層的厚度小于10nm。
9.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括，柵極堆疊，所述柵極堆疊形成于有源區(qū)上且暴露剩余的所述有源區(qū)，其特征在于，還包括 第一接觸層和第二接觸層，所述第一接觸層和所述第二接觸層嵌于所述有源區(qū)中，所述第一接觸層至少覆蓋部分所述有源區(qū)，所述第二接觸層接于所述第一接觸層；與所述第一接觸層相比，所述第二接觸層更遠(yuǎn)離所述柵堆疊，所述第一接觸層的擴(kuò)散系數(shù)小于第二接觸層的擴(kuò)散系數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一接觸層的材料包括TiSi、PtSi、CoSi2中的一種或其組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述有源區(qū)為硅時(shí)，所述第二接觸層為 NiSi 或者 Ni (Pt)Si2_y。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第二接觸層為Ni(Pt)Si2_y時(shí)，Pt的原子數(shù)百分比小于5%。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第二接觸層的厚度小于IOnm0
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一接觸層的厚度小于所述第二接觸層的厚度。
全文摘要
一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，該方法包括以下步驟在第一側(cè)墻暴露的所述有源區(qū)上形成第一接觸層；在所述第一接觸層中靠近所述柵極堆疊的區(qū)域上形成第二側(cè)墻，覆蓋部分暴露的所述有源區(qū)；在剩余的所述暴露的有源區(qū)上形成第二接觸層，其中，所述第一接觸層與第二接觸層擴(kuò)散系數(shù)相同時(shí)，所述第一接觸層的厚度小于所述第二接觸層的厚度；所述第一接觸層與第二接觸層擴(kuò)散系數(shù)不同時(shí)，所述第一接觸層的擴(kuò)散系數(shù)小于第二接觸層的擴(kuò)散系數(shù)。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。利于減少接觸層中的相應(yīng)成分向溝道區(qū)擴(kuò)散，利于減少短溝道效應(yīng)及提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/336GK102655094SQ20111005330
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者尹海洲, 朱慧瓏, 蔣葳, 駱志炯 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所