鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鶴式場效應(yīng)晶體管的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在大規(guī)模集成電路中，為降低源極、漏極和柵極的接觸電阻和RC延遲，采用了自 對準(zhǔn)娃化物（Self aligned silicide)工藝。自對準(zhǔn)技術(shù)中，形成金屬與半導(dǎo)體（例如娃） 的反應(yīng)生成物，即金屬娃化物。金屬娃化物在化SAJLSI器件技術(shù)中起著非常重要的作用， 它具有良好的低電阻接觸，并且可W用來提供位于金屬線和襯底接觸區(qū)域之間的接觸面。
[0003] 現(xiàn)有晶體管中金屬娃化物的形成方法如圖1至圖4所示。
[0004] 請參考圖1，提供半導(dǎo)體襯底100,半導(dǎo)體襯底100上形成有晶體管的源極101、漏 極102和柵極103,源極101和漏極102通常由滲雜的娃材料形成，而柵極103通常由滲雜 多晶娃材料形成，柵極103與半導(dǎo)體襯底100 (的有源區(qū)）之間具有柵介質(zhì)層104,柵極103 兩側(cè)具有側(cè)墻105。
[0005] 請參考圖2,通過物理氣相沉積法形成金屬媒層106覆蓋源極101、漏極102和柵 極103,金屬媒層106層同時還覆蓋側(cè)墻105表面和柵介質(zhì)層104側(cè)面，再形成帽蓋層107 覆蓋金屬媒層106。
[0006] 請參考圖3,進行第一次退火工藝，使源極101中的娃與金屬媒層106中的媒形成 第一媒化物111，漏極102中的娃與金屬媒層106中的媒形成第二媒化物112,柵極103中 的娃與金屬媒層106中的媒形成第H媒化物113。
[0007] 請參考圖4,進行第二次退火工藝，使第一媒化物111、第二媒化物112和第H媒化 物113的晶相發(fā)生改變，形成低電阻形態(tài)的晶相，同時金屬媒層106被完全轉(zhuǎn)換（帽蓋層 107在圖4中省略顯示）。
[0008] 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，MOSFET場效應(yīng)管溝道的長度縮短，送樣做有可W增加芯 片的管芯密度，增加MOSFET的開關(guān)速度等等好處。隨著器件溝道長度的縮短，漏極與源極 的距離也隨之縮短，送樣一來柵極對溝道的控制能力變差，柵極電壓夾斷（pinch off)溝 道的難度也越來越大，如此便使亞閥值漏電（sub-t虹eshold leakage)現(xiàn)象，即所謂的短 溝道效應(yīng)（skxrt-channel effects, SCE)更容易發(fā)生。為此，業(yè)界提出鶴式場效應(yīng)晶體管 (FinFET)器件結(jié)構(gòu)。鶴式場效應(yīng)晶體管具有比平面MOSFET器件強得多的溝道控制能力，能 夠很好的抑制短溝道效應(yīng)，而且相對其它器件具有更好的現(xiàn)有的集成電路生產(chǎn)技術(shù)的兼容 性。
[0009] 然而，正如圖1至圖4所示，現(xiàn)有金屬娃化物形成方法需要消耗大量原來半導(dǎo)體襯 底（有源區(qū)）中的大量的娃，而鶴式場效應(yīng)晶體管中，呈H維（3D)結(jié)構(gòu)的鶴部通常尺寸較 小，無法提供足夠的娃W形成金屬娃化物，因此，在鶴式場效應(yīng)晶體管中形成金屬娃化物十 分困難，并且如果采用現(xiàn)有方法制作鶴式場效應(yīng)晶體管中的金屬娃化物，會導(dǎo)致漏電流增 加等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明解決的問題是提供一種鶴式場效應(yīng)晶體管的形成方法，W簡化工藝，形成 質(zhì)量良好的金屬娃化物，減小漏電流，減小寄生電阻，從而提高鶴式場效應(yīng)晶體管的性能。
[0011] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種鶴式場效應(yīng)晶體管的形成方法，包括：
[001引提供襯底；
[0013] 在所述襯底上形成鶴部；
[0014] 在所述襯底上形成偽柵結(jié)構(gòu)，所述偽柵結(jié)構(gòu)橫跨至少一個所述鶴部，并覆蓋所述 鶴部的側(cè)壁與頂部；
[0015] 在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鶴部中形成源區(qū)和漏區(qū)；
[0016] 利用金屬因化物和娃焼發(fā)生反應(yīng)，在所述源區(qū)/漏區(qū)表面形成金屬娃化物；
[0017] 在形成所述金屬娃化物之后，進行退火工藝。
[001引可選的，所述金屬娃化物的厚度范圍為50A~100A。
[0019] 可選的，采用化學(xué)氣相沉積法或者原子層沉積法形成所述金屬娃化物。
[0020] 可選的，形成所述金屬娃化物的過程中，所述金屬因化物的流量范圍為 200sccm~400sccm,所述娃焼的流量范圍400sccm~SOOsccm。
[0021] 可選的，形成所述金屬娃化物的過程中，采用的反應(yīng)壓強為4Torr~6Torr，采用 的功率為600w~700w。
[0022] 可選的，采用在400°C~500°C的溫度范圍形成所述金屬娃化物。
[0023] 可選的，所述退火工藝采用的退火溫度在80(TC~IOOCTC。
[0024] 可選的，所述金屬因化物為金屬氯化物。
[00巧]可選的，所述金屬氯化物為氯化鐵、氯化粗、氯化鉛和氯化餓的至少其中之一。
[0026] 可選的，在形成所述金屬娃化物之前，還包括：
[0027] 形成介質(zhì)層覆蓋所述偽柵結(jié)構(gòu)、源區(qū)和漏區(qū)，所述介質(zhì)層上表面與所述偽柵結(jié)構(gòu) 上表面齊平；
[0028] 去除所述偽柵結(jié)構(gòu)，并在所述偽柵結(jié)構(gòu)所在位置形成金屬柵結(jié)構(gòu)；
[0029] 在形成所述金屬柵結(jié)構(gòu)之后，在所述介質(zhì)層中形成凹槽W重新暴露所述源區(qū)和漏 區(qū)；
[0030] 在形成所述金屬娃化物時，所述金屬娃化物同時覆蓋所述凹槽的內(nèi)壁。
[0031] 可選的，在形成所述金屬娃化物之后，且在對所述金屬娃化物進行所述退火工藝 之前，還包括：在所述金屬娃化物上形成金屬插塞的步驟。
[0032] 可選的，在形成所述金屬娃化物之后，且在形成所述金屬插塞之前，還包括；在所 述金屬娃化物表面形成帽蓋層的步驟，所述金屬插塞形成在所述帽蓋層表面。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有W下優(yōu)點：
[0034] 本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過先形成金屬娃化物，再對金屬娃化物進行退火的辦法， 形成了電阻率低的金屬娃化物，由于金屬娃化物通過金屬因化物與娃焼反應(yīng)形成，不需要 消耗源區(qū)（和漏區(qū)）本身的娃，從而可W減小金屬插塞與源區(qū)（和漏區(qū)）之間的寄生電阻， 并且只需要一步退火工藝處理金屬娃化物，節(jié)省了工藝步驟，節(jié)約了成本。
[0035] 進一步，采用化學(xué)氣相沉積法形成金屬娃化物，因此金屬娃化物的厚度易于精確 控制，并且金屬娃化物各部分的均一性好，寄生電阻進一步減小。
[0036] 進一步，采用化學(xué)氣相沉積法在形成金屬娃化物的過程中，娃焼的流量范圍 400sccm~SOOsccm。娃焼的流量控制在400sccm W上，W保證反應(yīng)腔內(nèi)有足夠的反應(yīng)物， 并同時使反應(yīng)腔內(nèi)的壓強控制在穩(wěn)定的范圍，從而保證反應(yīng)平穩(wěn)進行。娃焼的流量控制在 SOOsccm W下，一方面防止反應(yīng)腔內(nèi)壓強太高，另一方面保證反應(yīng)產(chǎn)物不發(fā)生變化。
【附圖說明】
[0037]圖1至圖4是現(xiàn)有晶體管的形成方法各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖5至圖8是本發(fā)明實施例所提供的鶴式場效應(yīng)晶體管的形成方法各步驟對應(yīng)的 結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0039] 隨著半導(dǎo)體器件（例如晶體管）尺寸越來越小，溝道長度越來越短，需要很嚴(yán)格的 控制有源區(qū)滲雜的深度（稱為超淺節(jié)），此時如果在滲雜區(qū)域生成金屬娃化物時，滲雜區(qū)域 的娃消耗的過多，就會造成金屬娃化物向縱深方向生長，造成漏電流增大。
[0040] 正如【背景技術(shù)】所述，在鶴式場效應(yīng)晶體管中，源極和漏極形成在呈3D結(jié)構(gòu)的鶴部 兩端，當(dāng)在源極和漏極上形成金屬娃化物時，大量的娃將被消耗用W形成金屬娃化物，一旦 源極或漏極中的娃被大量消耗，就會導(dǎo)致嚴(yán)重的漏電流現(xiàn)象產(chǎn)生。此外，為了減小寄生電 阻，鶴式場效應(yīng)晶體管中金屬娃化物的厚度必須精確控制。但是現(xiàn)有方法無法對金屬娃化 物的厚度進行很好的控制。
[0041] 為此，本發(fā)明提供一種鶴式場效應(yīng)晶體管的形成方法，所述形成方法先通過金屬 因化物與娃焼反應(yīng)形成金屬娃化物，再對金屬娃化物進行退火工藝，形成了電阻率低的金 屬娃化物，在整個過程中，不需要消耗源區(qū)（和漏區(qū)）本身的娃，從而可W減小金屬插塞與 源區(qū)（和漏區(qū)）之間的寄生電阻，并且只需要一步退火工藝處理金屬娃化物，節(jié)省了工藝步 驟，節(jié)約了成本。
[0042] 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(xì)的說明。
[0043] 本發(fā)明實施例提供一種鶴式場效應(yīng)晶體管的形成方法，請結(jié)合參考圖5至圖8。
[0044] 請參考圖5,提供襯底200,并在襯底200上形成鶴部210。
[0045] 本實施例中，襯底200為娃襯底。在本發(fā)明的其他實施例中，襯底200還可W為錯 娃襯底或絕緣體上娃襯底等其它半導(dǎo)體襯底，本發(fā)明對此不作限制。
[0046] 可W通過對襯底200進行光刻和刻蝕等工藝形成鶴部210,或者通過外延工藝形 成鶴部210,本發(fā)明對鶴部210的形成方式不作限制。鶴部210用于形成鶴式場效應(yīng)晶體管 的源區(qū)、漏區(qū)W及溝道區(qū)。
[0047] 圖中雖未顯示，但是在形成鶴部210之后，本實施例繼續(xù)在襯底200上形成偽柵結(jié) 構(gòu)（未示出），所述偽柵結(jié)構(gòu)可W包括偽柵介質(zhì)層和偽柵極。偽柵結(jié)構(gòu)橫跨至少一個鶴部 210,并覆蓋鶴部210的側(cè)壁與頂部。并且偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)分別露出部分鶴部210,用于形成源 區(qū)或漏區(qū)。
[0048] 圖中雖未顯示，但是在形成所述偽柵結(jié)構(gòu)之后，還可W在所述偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成 柵極側(cè)墻（未示出），形成所述柵極側(cè)墻的工藝均為本領(lǐng)域慣用技術(shù)，本發(fā)明在此不再賞 述。
[0049] 請參考圖6,對圖5所示偽柵結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鶴部210進行離子注入，并進行源漏退火 工藝，形成源區(qū)210a (圖6中顯示的為其中的源區(qū)210曰，漏區(qū)未示出，應(yīng)當(dāng)理解，漏區(qū)與源區(qū) 210a在結(jié)構(gòu)上可W具有對稱性）。
[0050] 請繼續(xù)參考圖6,形成介質(zhì)層220覆蓋所述偽柵結(jié)構(gòu)、源區(qū)210a和所述漏區(qū)，并且 介質(zhì)層220的上表面可W與所述偽柵結(jié)構(gòu)的上表面齊平。
[0051] 本實施例中，介質(zhì)層220的材料可W為氧化娃，可W采用化學(xué)氣相沉積法形成介 質(zhì)層220。并且可W采用化學(xué)機械研磨法使介質(zhì)層220上表面與所述偽柵極上表面齊平。
[0052] 圖中雖未顯示，但在形成介質(zhì)層220之后，可W蝕刻去除所述偽柵結(jié)構(gòu)，并在所述 偽柵結(jié)構(gòu)所在位置形成金屬柵結(jié)構(gòu)（未示出）。去除所述偽柵結(jié)構(gòu)可W依次采用干法刻蝕 和濕法刻蝕進行刻蝕，去除所述偽柵結(jié)構(gòu)之后會在介質(zhì)層220中形成開口（未示出）。本發(fā) 明對去除所述偽柵的具體方法不做限制。形成所述金屬柵結(jié)構(gòu)的過程可W包括；在上述開 口的內(nèi)壁形成高K柵介質(zhì)層220,然后采用金屬材料填充滿所述開口。
[0053] 請繼續(xù)參考圖6,在形成所述金屬柵結(jié)構(gòu)之后，在介質(zhì)層220中形成凹槽201 W重 新暴露源區(qū)21