晶體管的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種晶體管的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，應(yīng)力技術(shù)可以向溝道區(qū)提供拉伸應(yīng)力或是壓縮應(yīng)力，從而達到提高CMOS器件載流子遷移率的效果，進而提高晶體管的性能。
[0003]例如:在PMOS晶體管源區(qū)和漏區(qū)對應(yīng)的襯底中形成凹槽，再在所述凹槽中外延生長鍺硅層，對所述鍺硅層進行離子注入形成源區(qū)和漏區(qū)，所述鍺硅層能對PMOS晶體管的溝道施加壓應(yīng)力。在NMOS晶體管源區(qū)和漏區(qū)對應(yīng)的襯底中也形成凹槽，在所述凹槽中形成SiC層，對所述SiC層進行離子注入形成源區(qū)和漏區(qū)，所述SiC層能對NMOS晶體管的溝道施加拉應(yīng)力。
[0004]參考圖1，TJK出了現(xiàn)有技術(shù)一種應(yīng)用應(yīng)力技術(shù)的NMOS晶體管的TJK意圖。在襯底01中形成有淺溝槽隔離02，以將NMOS晶體管與相鄰的其他NMOS晶體管或PMOS晶體管隔離，在襯底01上形成有柵極結(jié)構(gòu)05。在所述柵極結(jié)構(gòu)05兩側(cè)的襯底01中形成有SiC應(yīng)力層03，所述柵極結(jié)構(gòu)05兩側(cè)的SiC應(yīng)力層03經(jīng)過離子摻雜形成源極和漏極，所述SiC應(yīng)力層03能夠?qū)MOS晶體管的溝道提供拉應(yīng)力。在所述SiC應(yīng)力層03上還形成有金屬硅化物層04，在所述金屬硅化物層04上形成到導(dǎo)電插塞(未示出)，以對源極和漏極施加驅(qū)動電壓。所述金屬硅化物層04的作用是降低導(dǎo)電插塞與源極、導(dǎo)電插塞與漏極之間的接觸電阻，提高導(dǎo)電插塞與源極、導(dǎo)電插塞與漏極之間的導(dǎo)電能力。
[0005]為保證導(dǎo)電插塞與源極、導(dǎo)電插塞與漏極之間導(dǎo)電性較好，所述金屬硅化物層04必須具有較低的電阻，較高的熱穩(wěn)定性。但是依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制作的金屬硅化物層04和應(yīng)力層的界面處的串聯(lián)接觸電阻較大，使得導(dǎo)電插塞與源極、導(dǎo)電插塞與漏極之間的導(dǎo)電性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種晶體管的形成方法，減小金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處的串聯(lián)接觸電阻，提高導(dǎo)電插塞與源極、導(dǎo)電插塞與漏極之間導(dǎo)電性。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種晶圓鍵合的方法，包括:
[0008]提供襯底；
[0009]在所述襯底上形成柵極；
[0010]在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成凹槽；
[0011]在所述凹槽中形成應(yīng)力層，對所述應(yīng)力層進行摻雜，形成源極和漏極；
[0012]對所述應(yīng)力層進行五族離子注入，注入的五族離子包括銻離子、鉍離子中的一種或兩種；
[0013]在所述應(yīng)力層上形成金屬娃化物層。
[0014]可選的，進行五族離子注入的步驟包括:離子注入峰值靠近應(yīng)力層的表面；
[0015]在所述應(yīng)力層上形成金屬硅化物層的步驟包括:使五族離子在金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處。
[0016]可選的，對所述應(yīng)力層進行離子注入的步驟中，注入的離子為銻離子。
[0017]可選的，對所述應(yīng)力層進行五族離子注入的步驟包括:
[0018]離子注入的能量在2KeV到40KeV的范圍內(nèi)，注入劑量在1E12到5E14個每平方厘米的范圍內(nèi)，注入角度在-5度到5度的范圍內(nèi)。
[0019]可選的，所述銻離子注入到應(yīng)力層的深度在50到400埃的范圍內(nèi)。
[0020]可選的，在所述凹槽中形成應(yīng)力層的步驟包括:在所述凹槽中外延生長應(yīng)力層。
[0021]可選的，對所述應(yīng)力層進行摻雜，形成源極和漏極的步驟包括:
[0022]對所述應(yīng)力層進行第一離子注入，第一離子注入所采用的離子包括砷離子和磷離子中的一種或兩種。
[0023]可選的，形成源極和漏極的步驟包括:對所述應(yīng)力層進行第一離子注入之后，對所述應(yīng)力層依次進行第一快速退火和激光退火。
[0024]可選的，第一快速退火的溫度在900攝氏度到1100攝氏度的范圍內(nèi)，激光退火的溫度在1000到1300攝氏度的范圍內(nèi)。
[0025]可選的，所述應(yīng)力層的材料中包含碳元素和硅元素，在所述應(yīng)力層上形成金屬硅化物層的步驟包括:
[0026]在所述應(yīng)力層和柵極上覆蓋金屬材料層；
[0027]進行第二退火，所述第二退火包括依次進行的低溫退火和后退火。
[0028]可選的，所述應(yīng)力層的材料包括SiC，所述金屬硅化物層的材料包括NiPt硅化物、NiAl硅化物、NiTi硅化物、NiYb硅化物、NiIn硅化物、NiDy硅化物和Yb硅化物中的一種。
[0029]可選的，所述第二退火的步驟包括:先進行低溫退火，使應(yīng)力層上的金屬材料層與應(yīng)力層中的硅形成初步金屬硅化物層，通過選擇性刻蝕去除襯底上未反應(yīng)的金屬材料層，保留位于應(yīng)力層上的初步金屬硅化物層，然后進行后退火，使得初步金屬硅化物層電阻降低，形成金屬硅化物層。
[0030]可選的，所述低溫退火的溫度在200攝氏度到350攝氏度的范圍內(nèi)；
[0031]所述后退火為快速退火，所述快速退火的溫度在400度到600度的范圍內(nèi)，或者，所述后退火為低溫激光退火，所述低溫激光退火的溫度在700度到900度的范圍內(nèi)。
[0032]可選的，在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成凹槽之后，在所述凹槽中形成應(yīng)力層之前，對所述柵極兩側(cè)的襯底進行輕摻雜。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:在所述柵極兩側(cè)的襯底中形成凹槽；在所述凹槽中形成應(yīng)力層，對所述應(yīng)力層進行摻雜，形成源極和漏極之后，對所述應(yīng)力層進行五族離子注入，注入的五族離子包括銻離子、鉍離子中的一種或兩種，然后在所述應(yīng)力層上形成金屬硅化物層。銻離子或鉍離子的原子半徑較大，在退火過程中不容易遷移，這樣在退火過程以及后續(xù)的工藝中，銻離子或鉍離子容易控制在金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處，能夠降低金屬硅化物層和應(yīng)力層之間的界面勢壘，進而能夠減小金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處的串聯(lián)接觸電阻，使得后續(xù)形成的導(dǎo)電插塞與源極、導(dǎo)電插塞與漏極之間導(dǎo)電性增強。
[0034]此外，注入銻離子或鉍離子的步驟還能促進部分晶格無序化，進而提高應(yīng)力層中其他摻雜離子的激活程度，使金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處的載流子濃度進一步提高，從而減小金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處的接觸電阻。由于銻離子或鉍離子分布的區(qū)域晶格部分無序化，在銻離子或鉍離子分布的深度范圍內(nèi)，金屬材料更容易與應(yīng)力層發(fā)生反應(yīng)，形成的金屬硅化物層的位置基本保持在銻離子或鉍離子所在深度之上，并且由于銻離子或鉍離子的原子半徑較大，在形成金屬硅化物層的過程中不容易遷移，所形成的金屬硅化物層厚度均勻性更好。
【附圖說明】
[0035]圖1是現(xiàn)有技術(shù)一種NMOS晶體管的示意圖；
[0036]圖2至圖8是本發(fā)明晶體管的形成方法一實施例各個步驟的示意圖。
【具體實施方式】
[0037]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)晶體管中，應(yīng)力層上的金屬硅化物層的質(zhì)量較差、電阻較高，金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處的串聯(lián)接觸電阻較大，使得導(dǎo)電插塞與源極、導(dǎo)電插塞與漏極之間導(dǎo)電性較差。
[0038]分析金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處的串聯(lián)接觸電阻較大的原因，繼續(xù)參考圖1所示，通常形成金屬硅化物層04的方法為，在SiC應(yīng)力層03上形成金屬材料層，并對金屬材料層進行退火，在退火過程中，金屬材料層中的金屬原子擴散到SiC應(yīng)力層03內(nèi)部，與SiC應(yīng)力層03中的娃原子發(fā)生反應(yīng),形成金屬娃化物層04。SiC應(yīng)力層03中由于碳原子的存在，大量占據(jù)硅原子的晶格間隙，一方面降低了源漏摻雜離子的激活程度，從而提高了金屬硅化物層04與SiC應(yīng)力層03之間的接觸勢壘高度，另一方面也使得金屬硅化物層04較難以形成，而且金屬硅化物層04的厚度均勻性較難以控制，從而增大了金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處的串聯(lián)接觸電阻。
[0039]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種晶體管的形成方法，在柵極兩側(cè)的襯底中形成應(yīng)力層，對所述應(yīng)力層進行摻雜，形成源極和漏極之后，對所述應(yīng)力層表面進行銻離子或鉍離子注入，然后在所述應(yīng)力層上形成金屬硅化物層。離子或鉍離子的原子半徑較大，在退火過程中不容易遷移，這樣在退火過程以及后續(xù)的工藝中，銻離子或鉍離子控制在金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處，能夠降低金屬硅化物層和應(yīng)力層之間的界面勢壘，進而能夠減小金屬硅化物層和應(yīng)力層的界面處的串聯(lián)接觸電阻，使得導(dǎo)電插塞與源極、導(dǎo)電插塞與漏極之間導(dǎo)電性增強。
[0040]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
[0041]參考圖2至圖8，示出了本發(fā)明晶體管的形成方法一實施例各個步驟的示意圖，需要說明的是，本實施例中所要形成的晶體管為NMOS晶體管，但是本發(fā)明對所要形成的晶體