改進的硅化物形成方式及相關器件制造技術

本發明專利技術公開了改進的硅化物形成方式及相關器件。一種示例性的方法包括：提供具有在其中的間隔的源極區域和漏極區域的半導體材料；形成柵極結構，該柵極結構介于該源極區域和漏極區域之間；在該柵極結構上方實施柵極替換工藝，從而形成在其中的金屬柵電極；在該金屬柵電極上方形成硬掩模層；在半導體材料中的相應的源極區域和漏極區域上方形成硅化物層；去除該硬掩模層，從而暴露金屬柵電極；以及形成源極接觸件和漏極接觸件，每個源極接觸件和漏極接觸件都與硅化物層中相應的一個電連接。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般地涉及半導體領域，更具體地來說，涉及改進的硅化物形成方式及相關器件。
技術介紹
半導體集成電路(IC)工業經歷了快速發展。IC材料和設計的技術進步產生了多個IC時代，其中，每個新時代都具有比先前時代更小且更復雜的電路。然而，這些進步增加了處理和制造IC的復雜性，并且對于將被實現的這些進步，需要IC處理和制造中的類似開發。在IC演進過程中，功能密度(即，每個芯片區域中的互連器件的數量)通常都在增加，同時幾何尺寸(即，使用制造工藝可以產生的最小部件(或線))減小。這種規?？s小工藝通常通過增加產量效率和降低相關成本來提供很多益處。這樣的規?？s小還產生了相對較高的功率耗散值，這可通過使用諸如互補金屬氧化物半導體(CMOS)器件的低功率耗散器 件來解決。由于這種按比例縮小的趨勢(例如，由于高縱橫比)，普遍的制造任務變得更加困難。作為一個實例，一種用于改進源極區域和漏極區域之間的電連接以及相關的源極接觸件和漏極接觸件之間的電連接的方法在接觸孔填充有接觸金屬之前通過源極和漏極的接觸孔對于源極區域和漏極區域執行硅化工藝。然而，當接觸孔具有高縱橫比時，該接觸件穿孔硅化工藝可能更為困難并且很難達到目的。因此，盡管這些方法對于其預期的目的符合要求，但并不能在所有方面都符合要求。
技術實現思路
為了解決現有技術中所存在的技術問題，根據本專利技術的一方面，提供了一種方法，包括提供半導體材料，所述半導體材料具有在其中的間隔的源極區域和漏極區域；形成柵極結構，所述柵極結構介于所述源極區域和所述漏極區域之間；對所述柵極結構實施柵極替換工藝，從而形成在其中的金屬柵電極；在所述金屬柵電極上方形成硬掩模層；在所述半導體材料中相應的源極區域和漏極區域上方形成硅化物層；去除所述硬掩模層，從而暴露所述金屬柵電極；以及形成源極接觸件和漏極接觸件，每個源極接觸件和漏極接觸件都與所述硅化物層中相應的一個電連接。該方法進一步包括在實施所述柵極替換工藝之前，在所述柵極結構和所述半導體材料上方沉積第一層間介電(ILD)層；以及在形成所述硅化物層之前，去除所述第一 ILD層。該方法進一步包括在所述硅化物層和所述硬掩模層上方沉積第二 ILD層；以及實施化學機械拋光(CMP)工藝，從而平整化所述第二 ILD層。在該方法中，實施所述CMP工藝包括去除所述硬掩模層。該方法，進一步包括去除所述金屬柵電極的頂部部分，從而在所述柵極結構中形成開口，以及其中，形成所述硬掩模層包括在所述開口的內部形成所述硬掩模層。在該方法中，去除所述金屬柵電極的所述頂部部分包括去除所述金屬柵電極的部分，所述金屬柵電極的所述部分的厚度在大約5至10納米范圍內。在該方法中，形成所述硅化物層包括形成所述硅化物層，使得所述硅化物層從所述柵極結構幾乎沿著所述相應的源極區域和漏極區域中的每個的整體向外延伸。在該方法中，形成所述柵極結構包括在所述柵極結構的所述側壁上形成隔離件， 以及其中，去除所述硬掩模層包括去除所述隔離件圍繞所述硬掩模層的部分。根據本專利技術的另一方面，提供了一種方法，包括提供半導體襯底；形成從所述襯底中向上延伸的鰭結構，所述鰭結構具有在其中的間隔的源極區域和漏極區域；形成柵極結構，所述柵極結構接合位于所述源極區域和漏極區域之間的所述鰭結構，所述柵極結構具有在其中的偽柵電極；在所述柵極結構和鰭結構上方沉積第一層間介電(ILD)層；去除所述偽柵電極，從而在所述柵極結構中形成溝槽；將金屬層沉積到所述溝槽中，從而形成在其中的金屬柵電極；去除所述金屬柵電極的頂部部分，從而在所述柵極結構中形成開口 ； 在所述開口中形成硬掩模層；去除所述第一 ILD層，從而暴露所述鰭結構中的所述源極區域和漏極區域；在所述鰭結構中相應的源極區域和漏極區域上方形成硅化物層；去除所述硬掩模層；以及形成源極接觸件和漏極接觸件，源極接觸件和漏極接觸件中的每個都與所述硅化物層中相應的一個電連接。該方法進一步包括在所述硅化物層和所述硬掩模層上方沉積第二 ILD層；以及實施化學機械拋光(CMP)工藝來平整化所述第二 ILD層。在該方法中，實施所述CMP工藝包括去除所述硬掩模層。在該方法中，去除所述金屬柵電極的所述頂部部分包括去除所述金屬柵電極的部分，所述金屬柵電極的所述部分的厚度在大約5至10納米范圍內。該方法包括在形成所述柵極結構之后，在所述源極區域和漏極區域中形成外延生長層。在該方法中，形成所述柵極結構包括在所述柵極結構的側壁上形成隔離件，在所述去除所述金屬柵電極的所述 頂部部分之后，所述隔離件部分地限定所述開口。在該方法中，去除所述硬掩模層包括去除所述隔離件圍繞所述硬掩模層的部分。在該方法中，形成所述硅化物層包括形成所述硅化物層，使得所述硅化物層從所述柵極結構幾乎沿著所述相應的源極區域和漏極區域中的每個的整體向外延伸。根據本專利技術的又一方面，提供了一種半導體器件，包括半導體襯底；鰭結構，被設置在所述半導體襯底上方并且具有從溝道區域向外延伸的間隔的源極區域和漏極區域， 所述溝道區域被限定在所述源極區域和漏極區域之間；柵極結構，被設置在所述鰭結構的部分上方，所述柵極結構接合與所述溝道區域相鄰的并且位于所述源極區域和所述漏極區域之間的所述鰭結構；第一硅化物層，被設置在所述鰭結構上方，所述第一硅化物層沿著所述源極區域的頂部部分從所述柵極結構向外延伸；第二硅化物層，被設置在所述鰭結構上方，所述第二硅化物層從所述柵極結構沿著所述漏極區域的頂部部分向外延伸；源極接觸件，與所述第一硅化物層電連接并且被配置成將電流傳送給所述源極區域；以及漏極接觸件，與所述第二硅化物層電連接并且被配置成將電流從所述漏極區域中傳送出來。該器件進一步包括外延生長層，位于所述柵極結構的每個側面上方的所述鰭結構的所述源極區域和漏極區域中，所述外延生長層對所述溝道區域施加拉伸應變。該器件進一步包括隔離件，被設置在所述柵極結構的側壁上方并且穿過所述鰭結構，所述隔離件介于所述側壁與所述第一硅化物層和所述第二硅化物層之間。該器件進一步包括ILD層，被設置在所述鰭結構和柵極結構上方；源極接觸件和漏極接觸件，穿過ILD層中的相應的接觸孔延伸；以及接觸孔，具有高縱橫比。附圖說明當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以更好地理解本專利技術。應該強調的是，根據工業中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪制并且僅僅用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。圖1是根據本專利技術的各個方面制造集成電路器件的方法的流程圖2是根據本專利技術的各個方面的鰭式場效應晶體管(FinFET)器件的示意性透視圖3是沿著線3-3所截取的圖2中的FinFET器件的示意性部分截面圖4至圖12是與圖3類似的示意性部分截面圖(除了示出在制造的各個階段中的圖2的FinFET器件以外)；圖13是根據本專利技術的另一個實施例的FET器件的示意性部分截面圖。具體實施方式以下公開提供了多種不同實施例或實例，用于實現本專利技術的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本專利技術。當然，這些僅是實例并且不旨在限制本專利技術。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種方法，包括：提供半導體材料，所述半導體材料具有在其中的間隔的源極區域和漏極區域；形成柵極結構，所述柵極結構介于所述源極區域和所述漏極區域之間；對所述柵極結構實施柵極替換工藝，從而形成在其中的金屬柵電極；在所述金屬柵電極上方形成硬掩模層；在所述半導體材料中相應的源極區域和漏極區域上方形成硅化物層；去除所述硬掩模層，從而暴露所述金屬柵電極；以及形成源極接觸件和漏極接觸件，每個源極接觸件和漏極接觸件都與所述硅化物層中相應的一個電連接。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：陳宏銘，張志豪，尤志豪，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：