[发明专利]半导体器件的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种半导体器件的形成方法。

背景技术

由于半导体器件的高度集成化，半导体器件的尺寸变得更小，单元晶体管(cell transistor)中导电插塞与源/漏区或栅极相连的接触区的面积也被缩小，这种缩小的面积导致接触电阻的增加及驱动电流的减小，由此进一步造成半导体器件的退化。例如，刷新(refresh)特性及写恢复特性等的退化。

因此，为了减小接触电阻和提高驱动电流，现有技术在与待形成导电插塞的位置相对应的半导体衬底表面形成外延硅层或金属硅化物层，以减小所述接触区的接触电阻。

公开号为“US20070138570”的美国专利中公开了一种半导体器件的形成方法，包括：

请参考图1，在半导体衬底100表面形成一层金属层101；

请参考图2，对所述半导体衬底100进行退火处理，使得所述金属层101中的原子扩散至半导体衬底100内，形成金属硅化物层103；

请参考图3，去除金属层101暴露出金属硅化物层103表面。

现有技术的半导体器件的形成方法的接触电阻仍然不够理想，影响半导体器件的驱动电流。

发明内容

本发明的实施例解决的问题是提供一种降低接触电阻的半导体器件的形成方法。

为解决上述问题，本发明的实施例提供一种半导体器件的形成方法，包括：

提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成镍铂合金层，所述镍铂合金层靠近半导体衬底一侧的铂的原子百分比大于所述镍铂合金层的另一侧的铂的原子百分比；形成位于所述镍铂合金层表面的保护层；

对所述镍铂合金层进行第一次退火处理，使得镍铂合金层中的镍原子和铂原子向所述半导体衬底内扩散，形成位于所述半导体衬底内的第一金属硅化物层；

去除所镍铂合金层和保护层，暴露出所述第一金属硅化物层；

对所述第一金属硅化物层进行第二次退火处理，使得所述第一金属硅化物层中的镍原子和铂原子继续向所述半导体衬底内扩散，形成第二金属硅化物层。

可选地，所述镍铂合金层可以为单层或多层堆栈的结构。

可选地，所述镍铂合金层包括位于所述半导体衬底表面的第一镍铂合金层，及位于所述第一镍铂合金层表面的第二镍铂合金层，所述第一镍铂合金层中铂的原子百分比大于所述第二镍铂合金层中铂的原子百分比。

可选地，所述第一镍铂合金层中铂的原子百分比为5～15％；所述第二镍铂合金层中铂的原子百分比为0～5％。

可选地，所述第一镍铂合金层的厚度为20～50所述第二镍铂合金层的厚度为50～150

可选地，所述第一镍铂合金层和第二镍铂合金层的形成工艺为物理化学气相沉积。

可选地，所述第一次退火处理的温度为200～350℃，退火时间为20～90s。

可选地，所述第一金属硅化物层的材料为Ni_XPt_(2-X)Si，其中X大于1.6。

可选地，所述第二次退火处理的温度为400～650℃，退火时间为10～60s。

可选地，所述第二金属硅化物层的材料为Ni_ZPt_(1-Z)Si，其中Z大于0.8。

可选地，所述保护层的材料为TiN。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

本发明的实施例中，在半导体衬底表面形成了镍铂合金层，所述镍铂合金层靠近半导体衬底一侧的铂的原子百分比大于所述镍铂合金层的另一侧的铂的原子百分比，有助于形成电阻较小的第二金属硅化物层，有效降低了半导体器件的接触电阻。

本发明的实施例中，所述镍铂合金层包括形成在所述半导体衬底表面的第一镍铂合金层和形成在所述第一镍铂合金层表面的第二镍铂合金层，所述第一镍铂合金层中的铂的原子百分比大于第二镍铂合金层中的铂的原子百分比。所述镍铂合金层中铂的原子百分比比较容易控制，所述镍铂合金层的形成工艺简单。并且后续形成的第二金属硅化物层的电阻小，降低了半导体器件的接触电阻。

附图说明

图1～图3是现有技术的半导体器件的形成过程的剖面结构示意图；

图4是本发明的实施例的半导体器件的形成方法的流程示意图；

图5～图8是本发明的实施例的半导体器件的形成过程的剖面结构示意图。

具体实施方式