一種具有硅化鎳接觸區的半導體結構及形成方法，所述形成方法包括：提供半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成柵極結構，在所述柵極結構兩側的半導體襯底內形成離子摻雜區；在所述離子摻雜區內形成凹槽，所述凹槽伸入到柵極結構下方；在所述凹槽內形成二硅化鎳材料層，利用干法刻蝕除去未被柵極結構遮擋的二硅化鎳材料層，形成位于所述凹槽內靠近柵極結構一側的側壁表面的二硅化鎳層；在所述凹槽內形成外延層，利用所述外延層形成硅化鎳接觸區。由于所述形成的二硅化鎳層位于硅化鎳接觸區靠近柵極結構一側的側壁表面，阻擋了后續形成的倒棱錐體的硅化鎳或二硅化鎳釘入到MOS晶體管柵極結構下方的溝道區內，避免發生源/漏區擊穿或短路。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體制造領域，特別涉及一種。
技術介紹
隨著半導體器件集成度不斷增大，與半導體器件相關的臨界尺寸不斷減小，低電阻率的互連結構成為制造高集成度半導體器件的一個關鍵要素。因此，金屬硅化物和自對準金屬硅化物及形成工藝已被廣泛地用于降低MOS晶體管的柵極、源極、漏極的表面電阻和接觸電阻，進而降低電阻電容延遲時間?，F有的自對準金屬硅化物技術中，常采用硅化鎳作為金屬硅化物。由于利用所述硅化鎳形成的柵極接觸區、源極接觸區、漏極接觸區，由于具有較小的接觸電阻、較小的硅消耗、容易達到較窄的線寬，硅化鎳被視為一種較為理想的金屬娃化物。 但是所述硅化鎳技術有一個比較嚴重的問題，在退火形成硅化鎳時，通常還會形成倒棱錐體的娃化鎳或二娃化鎳釘入(spiking)到半導體襯底內，當所述倒棱錐體的娃化鎳或二硅化鎳釘入到MOS晶體管柵極結構下方的溝道區內，容易導致源/漏區擊穿或短路。為了解決所述問題，公開號為US2005/0112829A1的美國專利文獻公開了一種形成硅化鎳源/漏接觸區的方法在形成硅化鎳之前，對所述待形成硅化鎳的半導體襯底區域(即MOS晶體管的源/漏區)進行粒子注入，由于所述注入的粒子的半徑大于所述半導體襯底的材料的原子半徑，使得所述粒子注入區域的晶格大于所述半導體襯底的晶格，而所述二硅化鎳的晶格小于所述半導體襯底的晶格，通過退火處理后，由于所述粒子注入區域的晶格與二硅化鎳的晶格不匹配，不容易形成倒棱錐體的二硅化鎳。但是利用所述形成硅化鎳源/漏接觸區的方法仍不能避免產生倒棱錐體的硅化鎳，且仍會導致源/漏區擊穿或短路。
技術實現思路
本專利技術解決的問題是提供一種，可以避免在形成硅化鎳接觸區時產生倒棱錐體的硅化鎳或二硅化鎳釘入到柵極結構下方的溝道區內，提高了器件的良率。為解決上述問題，本專利技術技術方案提供了一種具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，包括提供半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成柵極結構，在所述柵極結構兩側的半導體襯底內形成離子摻雜區；在所述離子摻雜區內形成凹槽，所述凹槽伸入到柵極結構下方；在所述凹槽內靠近柵極結構一側的側壁表面形成二硅化鎳層；在所述凹槽內形成外延層，利用所述外延層形成硅化鎳接觸區?？蛇x的，形成所述二硅化鎳層的方法為在所述凹槽內形成二硅化鎳材料層，利用干法刻蝕除去未被柵極結構遮擋的二硅化鎳材料層，在所述凹槽內靠近柵極結構一側的側壁表面形成二硅化鎳層。可選的，形成所述二硅化鎳材料層的工藝包括在所述凹槽內的半導體襯底表面沉積第一鎳金屬層，利用退火工藝形成二硅化鎳材料層?？蛇x的，所述退火工藝為均溫退火或尖峰退火?？蛇x的，所述均溫退火溫度范圍為400°C 600°C?？蛇x的，所述退火工藝的氣體為氮氣?？蛇x的，所述第一鎳金屬層的厚度范圍為IOA 200 A?？蛇x的，沉積所述第一鎳金屬層時的氣體為氮氣和氬氣的混合氣體?？蛇x的，所述氮氣占所述混合氣體的摩爾比的范圍為1% 10%?？蛇x的，所述混合氣體的氣流量范圍為5sccm/s 50sccm/s?？蛇x的，形成所述凹槽的工藝為濕法刻蝕。可選的，所述凹槽的深度為IOA 200 A?？蛇x的，所述外延層的厚度為20 A 400A?？蛇x的，還包括，在形成所述凹槽前，在所述半導體襯底、柵極結構表面形成暴露出所述離子摻雜區表面的硬掩膜層?？蛇x的，形成所述硅化鎳接觸區的方法包括在所述外延層表面形成第二鎳金屬層，在所述第二鎳金屬層表面形成氮化鈦層，經過第一退火工藝后，除去未反應的第二鎳金屬層和氮化鈦層，再進行第二退火工藝，形成硅化鎳接觸區。可選的，還包括，在形成硅化鎳接觸區的同時，在所述柵極結構表面形成柵極硅化鎳接觸區?？蛇x的，還包括在形成所述硅化鎳接觸區和柵極硅化鎳接觸區后，在所述半導體襯底、柵極結構表面形成介質層，平坦化所述介質層表面，在所述介質層內形成貫穿所述介質層的導電插塞，所述導電插塞的底部與所述硅化鎳接觸區、柵極硅化鎳接觸區電連接。本專利技術技術方案還提供了一種具有硅化鎳接觸區的半導體結構，包括半導體襯底，位于所述半導體襯底表面的柵極結構，位于所述柵極結構兩側的半導體襯底內的離子摻雜區；位于所述離子摻雜區表面的硅化鎳接觸區，位于所述硅化鎳接觸區和柵極結構下方溝道區之間的二硅化鎳層，所述二硅化鎳層位于柵極結構下方?？蛇x的，還包括位于所述柵極結構表面的柵極硅化鎳接觸區，位于所述半導體襯底和柵極結構表面的介質層，位于所述介質層內且貫穿所述介質層的導電插塞，所述導電插塞的底部與所述硅化鎳接觸區、柵極硅化鎳接觸區電連接。與現有技術相比，本專利技術具有以下優點由于所述二硅化鎳層位于所述硅化鎳接觸區和柵極結構下方溝道區之間，且位于所述柵極結構下方，使得在形成硅化鎳接觸區時，由于所述二硅化鎳層的阻擋，不會形成釘入到MOS晶體管柵極結構下方的溝道區內的倒棱錐體的硅化鎳或二硅化鎳，避免發生源/漏區擊穿或短路。且所述二硅化鎳與半導體襯底的接觸電阻小于硅化鎳與半導體襯底的接觸電阻，在所述溝道區兩側形成有二硅化鎳層能減小源/漏區導通電阻，提高載流子遷移率。附圖說明圖1為本專利技術實施例的具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法的流程示意圖；圖2至圖8為本專利技術實施例的具有硅化鎳接觸區的MOS晶體管形成方法的剖面結構示意圖。具體實施例方式由于形成硅化鎳接觸區時容易形成倒棱錐體的硅化鎳或二硅化鎳，所述倒棱錐體的硅化鎳或二硅化鎳釘入到MOS晶體管柵極結構下方的溝道區內，容易導致源/漏區擊穿·或短路，專利技術人經過研究，提出了一種，所述形成方法具體包括提供半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成柵極結構，在所述柵極結構兩側的半導體襯底內形成離子摻雜區；在所述離子摻雜區內形成凹槽，所述凹槽伸入到柵極結構下方；在所述凹槽內形成二硅化鎳材料層，利用干法刻蝕除去未被柵極結構遮擋的二硅化鎳材料層，形成位于凹槽內靠近柵極結構一側的側壁表面的二硅化鎳層；在所述凹槽內形成外延層，利用所述外延層形成硅化鎳接觸區。由于所述柵極結構下方有部分二硅化鎳材料層未被刻蝕掉，最后形成的二硅化鎳層位于硅化鎳接觸區靠近柵極結構一側的側壁表面，使得在形成硅化鎳接觸區時，由于所述二硅化鎳層的阻擋，不會形成釘入到MOS晶體管柵極結構下方的溝道區內的倒棱錐體的硅化鎳或二硅化鎳，避免發生源/漏區擊穿或短路。為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式做詳細的說明。本專利技術首先提供了一種具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，請參考圖1，為本專利技術實施例的形成方法的流程示意圖，包括步驟S101，提供半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成柵極結構，在所述柵極結構兩側的半導體襯底內形成離子摻雜區；步驟S102，在所述離子摻雜區內形成凹槽，所述凹槽伸入到柵極結構下方；步驟S103，在所述凹槽內靠近柵極結構一側的側壁表面形成二硅化鎳層；步驟S104，在所述凹槽內形成外延層，利用所述外延層形成硅化鎳接觸區。圖2至圖8為本專利技術實施例的具有硅化鎳接觸區的MOS晶體管形成方法的剖面結構示意圖。請參考圖2，提供半導體襯底100，在所述半導體襯底100表面形成柵極結構200，在所述柵極結構200兩側的半導體襯底100內形成離子摻雜區110。所述半導體襯底100為硅襯底、絕緣體上硅(SOI)襯底其中的一種。在本實施例中，所述半導體襯底100本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有硅化鎳接觸區的半導體結構形成方法，其特征在于，包括：提供半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成柵極結構，在所述柵極結構兩側的半導體襯底內形成離子摻雜區；在所述離子摻雜區內形成凹槽，所述凹槽伸入到柵極結構下方；在所述凹槽內靠近柵極結構一側的側壁表面形成二硅化鎳層；在所述凹槽內形成外延層，利用所述外延層形成硅化鎳接觸區。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：禹國賓，
申請(專利權)人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：發明
國別省市：
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