[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

一种半导体器件包含设置于衬底上方的鳍结构、栅极结构及源极。鳍结构包含暴露于隔离绝缘层的上层。栅极结构设置于鳍结构的上层的一部分上方。源极包含未被栅极结构覆盖的鳍结构的上层。源极的鳍结构的上层由晶体半导体层覆盖。晶体半导体层由Si和第一金属元素形成的硅化物层覆盖。硅化物层由第一金属层覆盖。由第一金属元素制成的第二金属层置于第一金属层和隔离绝缘层之间。本发明实施例涉及半导体器件及其制造方法。

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体集成电路，更具体地涉及一种鳍式场效晶体管(FinFET)的源极/漏极结构及其制造工艺。

背景技术

随着半导体工业已步入到纳米技术工艺节点以追求更高的器件密度、更高的性能以及更低的成本，来自制造和设计问题的挑战已经带来了具有高K(介电常数)材料的金属栅极结构的使用。金属栅极结构通常是通过使用栅极替换技术制造，以及在凹进的鳍结构中通过使用外延生长方法形成源极和漏极。但是，现有技术的挑战之一是减少源极和漏极上的电流拥挤以及增加晶体管的电流驱动能力。

发明内容

根据本发明的一些实施例，提供了一种用于制造包含FinFET的半导体器件的方法，所述方法包括：在衬底的上方形成第一鳍结构和第二鳍结构，所述第一鳍结构和第二鳍结构沿第一方向延伸并从隔离绝缘层突出；在所述第一鳍结构和第二鳍结构的部分的上方形成栅极结构，所述栅极结构沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸；在未被所述栅极结构覆盖的各个所述第一鳍结构和第二鳍结构的两个主侧面上形成侧壁间隔件；在所述侧壁间隔件上形成第一金属层，以填充所述第一鳍结构和第二鳍结构之间的间隔；在形成所述第一金属层后，去除所述侧壁间隔件；在去除所述侧壁间隔件后，形成与所述鳍结构接触的非晶层；通过部分再结晶所述鳍结构上的所述非晶层形成再结晶层；去除未再结晶的剩余的非晶层；在去除所述剩余的非晶层后，形成第二金属层，以及通过所述再结晶层和所述第一金属层及所述第二金属层之间的硅化反应形成硅化物层。

在上述方法中，所述第一金属层包含W、Co、Ti和Ni中的一种或多种。

在上述方法中，所述第二金属层包含W、Co、Ti和Ni中的一种或多种。

在上述方法中，所述第二金属层由与所述第一金属层相同的材料制成。

在上述方法中，未被所述栅极结构覆盖的所述鳍结构的上层的整个顶面和侧面被所述再结晶层覆盖。

在上述方法中，所述非晶层包含非晶硅。

在上述方法中，所述非晶硅掺杂的杂质的量为2×10²⁰cm^-3至1×10²¹cm^-3。

在上述方法中，在去除所述剩余的非晶层中，通过湿蚀刻去除所述剩余的非晶层。

在上述方法中，在500℃到650℃的温度下实施形成所述再结晶层。

根据本发明的另一些实施例，还提供了一种用于制造包含FinFET的半导体器件的方法，所述方法包括：在衬底的上方形成第一鳍结构和第二鳍结构，所述第一鳍结构和第二鳍结构沿第一方向延伸并从隔离绝缘层突出；在所述第一鳍结构和第二鳍结构的部分的上方形成栅极结构，所述栅极结构沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸；在未被所述栅极结构覆盖的各个所述第一鳍结构和第二鳍结构的两个主侧面上形成侧壁间隔件；在所述侧壁间隔件上形成第一金属层并在所述第一金属层上形成第二金属层，以填充所述第一鳍结构和第二鳍结构之间的间隔；在形成所述第一金属层和第二金属层后，去除所述侧壁间隔件；在去除所述侧壁间隔件后，形成与所述鳍结构接触的非晶层；通过部分再结晶所述鳍结构上的所述非晶层形成再结晶层；去除未再结晶的剩余的非晶层；在去除所述剩余的非晶层后，形成第三金属层，以及通过所述再结晶层和所述第一金属层及所述第三金属层之间的硅化反应形成硅化物层。

在上述方法中，所述第一金属层包含具有比所述第二金属层的金属材料的更低的硅化物形成温度的金属材料。