[发明专利]使用快速退火在SiGe层上形成均匀Ni（Pt）Si（Ge）接触的方法和器件

说明书

技术领域

本发明涉及硅化物形成。更具体地说，本发明涉及在不使用帽层的情况下形成光滑硅化物的技术。

背景技术

嵌入式硅锗（SiGe）最近被用作源极/漏极材料以提升沟道空穴迁移率（由晶格失配诱导的应力导致）。镍铂（NiPi）硅化物是SiGe的标准接触金属，但是，正常快速热退火（RAT）下的NiPt-SiGe反应导致较差的界面形态（硅化物尖峰）。

进入SiGe源极/漏极硅化物尖峰可能导致严重的应力损失或结泄漏。当锗（Ge）的百分比增加时，这样较差的界面形态问题更加恶化。

传统处理这种问题的方法包括使用具有较低Ge百分比的硅（Si）或SiGe帽层来改善表面形态。即，帽层与NiPt发生反应以形成NiSi，从而避免界面形态问题。但是，在制造流程中使用帽层会增加制造复杂度和成本。

因此，需要在不引入使用帽层的复杂度和成本的情况下，避免在SiGe源极/漏极接触形成时出现差的界面形态的技术。

发明内容

本发明涉及在不使用帽层的情况下形成光滑硅化物的技术。在本发明的一个方面，提供一种形成硅化物的无帽层方法。所述方法包括下面的步骤。提供选自硅和硅锗的半导体材料。在所述半导体材料上沉积至少一种硅化物金属。以约400℃到约800℃的温度，将所述半导体材料和所述至少一种硅化物金属退火小于等于大约10毫秒的时长以形成所述硅化物。

在本发明的另一方面，提供一种制造场效应晶体管（FET）器件的方法。所述方法包括下面的步骤。提供绝缘体上硅（SOI）晶片，其具有位于掩埋氧化物（BOX）之上的SOI层；在所述晶片中形成至少一个有源区。在所述至少一个有源区的充当所述器件的沟道的部分上形成栅极叠层。形成与所述栅极叠层邻近的所述器件的源极和漏极区，其中所述器件的所述源极和漏极区包括选自硅和硅锗的半导体材料。在所述晶片上沉积至少一种硅化物金属。在约400℃到约800℃的温度下，将所述半导体材料和所述至少一种硅化物金属退火小于或等于约10毫秒的时长以形成到所述器件的所述源极和漏极的硅化物接触。

在本发明的又一方面，提供一种FET器件。所述FET器件包括SOI晶片，其具有位于BOX之上的SOI层，并且在所述晶片中形成有至少一个有源区；位于所述至少一个有源区的充当所述器件的沟道的部分之上的栅极叠层；与所述栅极叠层邻近的所述器件的源极和漏极区，其中所述器件的所述源极和漏极区包括选自硅和硅锗的半导体材料；以及到所述器件的所述源极和漏极区的硅化物接触，其中在所述硅化物接触与所述半导体材料之间存在界面，并且其中所述界面具有小于约5纳米的界面粗糙度。

通过参考下面的详细描述和附图，将能更全面地了解本发明以及本发明的进一步的特征和优点。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例在半导体材料（例如，硅或硅锗）上沉积的硅化物金属的截面图；

图2是示出根据本发明的实施例使用快速退火（例如，闪光（flash）退火或激光退火）使金属与半导体材料反应而形成硅化物的截面图；

图3是示出根据本发明的实施例在硅化物反应之后去除任何未反应的金属的可选步骤的截面图；

图4是示出根据本发明的实施例的用于场效应晶体管（FET）器件制造工艺的起始结构的截面图，该起始结构具有栅极叠层以及在栅极叠层的相对侧/附近形成的源极和漏极区；

图5是示出根据本发明的实施例在晶片上均厚沉积硅化物金属以覆盖源极和漏极区的截面图；

图6是示出根据本发明的实施例用于使源极和漏极区中的硅化物金属与半导体材料发生反应以形成硅化物的快速退火的截面图；

图7是示出根据本发明的实施例从器件去除未反应的硅化物金属以形成自对准的源极和漏极区接触的截面图；

图8A是根据本发明的实施例使用快速热退火（并且没有帽层）制备的SiGe硅化物样品的自上而下的扫描电子显微镜（TDSEM）图像；

图8B是根据本发明的实施例使用快速热退火（并且没有帽层）制备的SiGe硅化物样品的截面透射电子显微镜（XTEM）图像；

图9A是根据本发明的实施例以500℃的峰值温度使用闪光退火（并且没有帽层）制备的SiGe硅化物样品的TDSEM图像；

图9B是根据本发明的实施例以500℃的峰值温度使用闪光退火（并且没有帽层）制备的SiGe硅化物样品的XTEM图像；

图10A是根据本发明的实施例以600℃的峰值温度使用闪光退火（并且没有帽层）制备的SiGe硅化物样品的TDSEM图像；