[发明专利]高k/金属栅极晶体管的接触部中的硅化物层

权利要求书

1.一种方法，其包括：

在衬底上形成具有牺牲栅极的晶体管；

在所述衬底上沉积第一ILD层；

去除所述牺牲栅极以形成栅极沟槽；

在所述栅极沟槽内沉积高k电介质层；

对所述高k电介质层进行退火；

在所述栅极沟槽内沉积第一金属层；

在所述第一ILD层和所述晶体管上沉积第二ILD层；

蚀刻所述第一和第二ILD层以形成延伸到所述晶体管的源极区的第一接触沟槽以及延伸到所述晶体管的漏极区的第二接触沟槽；

在所述接触沟槽内沉积第二金属层；

对所述第二金属层进行退火，使所述第二金属层发生反应并在所述源极和漏极区上形成金属硅化物层；以及

在所述第一和第二接触沟槽内沉积第三金属层以填充所述接触沟槽。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述牺牲栅极包括多晶硅，并且其中去除所述牺牲栅极的步骤包括使用湿法蚀刻工艺或干法蚀刻工艺来选择性地去除所述多晶硅。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述晶体管还包括形成于所述牺牲栅极的横向相对侧上的第一间隔体和第二间隔体，其中所述源极区邻接所述第一间隔体，而所述漏极区邻接所述第二间隔体。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一ILD层包括SiO₂、CDO、氮化硅、PFCB或FSG，并且其中所述第二ILD层包括SiO₂、CDO、氮化硅、PFCB或FSG。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述高k电介质层包括氧化铪、氧化铪硅、氮氧化铪硅、氧化镧、氧化锆、氧化锆硅、氧化钽、氧化钛、氧化钡锶钛、BST、氧化钡钛、氧化锶钛、氧化钇、氧化铝、氧化铅钪钽、铌酸铅锌或PZT。

6.根据权利要求1所述的方法，其中对所述高k电介质层进行退火的步骤包括利用快速热退火对所述高k电介质层进行退火，该快速热退火的温度大于或等于600℃且小于或等于800℃，持续时间在0.5秒到10秒的范围内。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属层包括从如下材料构成的组中选择的金属：铜、钌、钯、铂、钴、镍、氧化钌、钨、铝、钛、钽、氮化钛、氮化钽、铪、锆、金属碳化物和导电金属氧化物。

8.根据权利要求1所述的方法，其中蚀刻所述第一和第二ILD层的步骤包括使用光刻工艺蚀刻所述第一和第二ILD层。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二接触沟槽完全跨过所述源极和漏极区。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二金属层包括从由镍、钛、钴和铂构成的组中选择的金属。

11.根据权利要求1所述的方法，其中对所述第二金属层进行退火的步骤包括在大于或等于300℃且小于或等于500℃的温度下对所述第二金属层进行退火，持续时间为几毫秒到几秒。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三金属层包括从由如下材料构成的组中选择的金属：铜、钌、钯、铂、钴、镍、氧化钌、钨、铝、钛、钽、氮化钛、氮化钽、铪、锆、金属碳化物和导电金属氧化物。

13.一种方法，包括：

在衬底上提供晶体管，其中所述晶体管包括经退火的高k栅极电介质和金属栅极；

在所述衬底和所述晶体管上沉积ILD层；

蚀刻所述ILD层以形成延伸到所述晶体管的源极区的第一接触沟槽以及延伸到所述晶体管的漏极区的第二接触沟槽；

在所述第一和第二接触沟槽内沉积金属层；

对所述金属层进行退火，使所述金属层发生反应并形成金属硅化物层，该金属硅化物层设置在所述源极和漏极区上并被限制在所述第一和第二接触沟槽的底部；以及

用第二金属层填充所述第一和第二接触沟槽。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述经退火的高k栅极电介质包括从由如下材料构成的组中选择的高k电介质：氧化铪、氧化铪硅、氮氧化铪硅、氧化镧、氧化锆、氧化锆硅、氧化钽、氧化钛、氧化钡锶钛、BST、氧化钡钛、氧化锶钛、氧化钇、氧化铝、氧化铅钪钽、铌酸铅锌和PZT。