[发明专利]半导体器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术

随着半导体工业朝着更小、速度更快的器件发展，半导体器件的特征横向尺寸如栅长和深度如源/漏区结深逐渐减小，器件的工作速度也越来越快。为了抑制短沟道效应，要求源/漏以及源/漏极扩展区相应地变浅，当前工艺水平要求半导体器件的源/漏极结的深度小于30纳米，未来技术节点器件的超浅结的深度会小于15纳米。

在半导体器件的后道（Back-end of Line，简称“BEOL”）制程中，需要通过在通孔（Via）中填充金属如钨等把源极和漏极引出，以进行后续的连接各个器件的金属互连。如本领域众所周知的，该通孔作为连接后道金属层如铜等和器件源/漏及栅电极之间的电气通路，通常通过在介电层中蚀刻开口和沟槽并用金属填充开口和沟槽来形成。随着半导体器件的尺寸越来越小，该通孔也越来越小，而且通孔里的金属沿电流方向的长度与垂直于电流方向的横截面积之比会变大，从而导致通孔内金属本身的电阻变大；另外，还需要通孔内的金属与介质层的二氧化硅的界面良好，具有好的粘附性，而又不破坏二氧化硅的结构；此外，通孔内的金属与源极和/或漏极的金属硅化物之间的接触电阻也会变大；由于通孔内金属本身的电阻和接触电阻变大，会影响器件的工作效率。此外，由于通孔的尺寸越来越小，其高宽比变大，在通孔中填充金属变的越来越难，而且填充一致性也遇到了挑战。

为了使通孔内的金属本身的电阻和接触电阻尽量小、保证在高高宽比的通孔中填充的一致性，一般选择低电阻率的金属材料如钨来填充通孔，但钨与二氧化硅介质层或源极和/或漏极的硅化物直接接触会破坏二氧化硅或者硅化物，甚至会与硅化物之下的硅发生反应。因此，考虑在钨与二氧化硅或者硅化物之间增加阻挡层，比如，阻挡层可以为氮化钛（TiN），但该阻挡层的电阻率比钨大；由于增加了阻挡层，通孔中的钨会变少，会使通孔内金属的电阻率进一步变大，从而使通孔内的电阻变大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制备方法，使得在晶体管的源极和漏极形成的通孔内物质本身的电阻、通孔内物质与源极和漏极处的接触区之间的接触电阻尽量小。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种半导体器件的制备方法，包含以下步骤：

A.在半导体衬底上制备至少一个晶体管；其中，每一个晶体管均具有源极和漏极；

B.在每一个晶体管的源极和漏极形成任何金属硅化物接触区之前，在至少一个晶体管上覆盖绝缘层；

C.对所述绝缘层进行刻蚀，在所述晶体管的源极和漏极上形成通孔；

D.在所述晶体管的源极和漏极形成金属硅化物接触区，同时在所述通孔内形成金属半导体化合物，将所述晶体管的源极和漏极引出。

本发明的实施方式还提供了一种半导体器件，包含：至少一个晶体管和位于所述晶体管之上的绝缘层；

在所述绝缘层中，对应于所述晶体管的源极和漏极的位置具有通孔，所述通孔内形成有金属半导体化合物；

所述晶体管的源极和漏极具有在所述通孔内形成金属半导体化合物过程中形成的金属硅化物接触区；

所述通孔内的金属半导体化合物，用于从所述晶体管的源极和漏极的金属硅化物接触区将所述晶体管的源极和漏极引出。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在晶体管的源极和漏极形成金属硅化物接触区，同时在源极和漏极对应位置上的绝缘介质层中形成的通孔内，形成金属半导体化合物，将晶体管的源极和漏极引出。由于金属半导体化合物的电阻率较低，因此可以使得通孔内的金属半导体化合物本身的电阻尽量小；而且，由于通孔内的填充材料与源极和漏极处的接触区的材料均为金属半导体化合物，因此可以使通孔内物质与源极和漏极的金属硅化物接触区之间的接触电阻尽量小。此外，由于通孔内填充的是金属半导体化合物，使得通孔内的导电材料与绝缘层的介质材料之间具有良好的界面，以及良好的粘附性，又不破坏介质层材料的结构，因此也无需在通孔内的填充材料和绝缘介质层之间形成阻挡层。

另外，可以通过以下方式在所述晶体管的源极和漏极形成金属半导体化合物接触区，同时在所述通孔内形成金属半导体化合物：

D1-1.在所述通孔内，淀积一层硅、锗硅SiGe、或者硅和锗硅Si/SiGe的叠层结构；

D1-2.在所述硅、锗硅SiGe、或者硅和锗硅Si/SiGe的叠层结构之上，淀积金属层；