本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及MOS晶體管的形成方法。

背景技術(shù)：

隨著IC集成度不斷增大，需要器件尺寸持續(xù)按此例縮小。然而，器件工作電壓有時維持不變，使得實際MOS器件內(nèi)電場強度不斷增大。高電場帶來一系列可靠性問題，使得器件性能退化。例如，MOS晶體管源漏區(qū)之間的寄生串聯(lián)電阻會使得等效工作電壓下降。特別地，當(dāng)半導(dǎo)體器件尺寸減小到一定程度時，源漏寄生電阻已超過溝道電阻成為整個器件等效電阻的重要組成部分。為此，需要在源漏區(qū)上采用金屬硅化物來有效降低源漏接觸電阻和寄生串聯(lián)電阻，以此提高MOS晶體管的器件性能。

參考圖1至圖5，現(xiàn)有技術(shù)中，具有金屬硅化物的P型鰭式場效應(yīng)晶體管的形成方法如下：

參考圖1和圖2，提供半導(dǎo)體襯底10，所述半導(dǎo)體襯底10具有鰭部11。具體如下：

所述半導(dǎo)體襯底10包括具有至少兩個分立的凸起結(jié)構(gòu)的硅襯底101和位于凸起結(jié)構(gòu)之間的絕緣層102，絕緣層102低于所述凸起結(jié)構(gòu)。高于絕緣層102的凸起結(jié)構(gòu)為鰭部11。

接著，形成橫跨鰭部11的柵極結(jié)構(gòu)12。其中柵極結(jié)構(gòu)12包括柵氧層121和位于柵氧層121之上的柵極層122。

接著，參考圖3，在柵極結(jié)構(gòu)12的周圍形成側(cè)墻13。以側(cè)墻13為掩膜，在柵極結(jié)構(gòu)12兩側(cè)的鰭部11內(nèi)形成源極14a和漏極14b。之后，在半導(dǎo)體襯底10、柵極結(jié)構(gòu)12、側(cè)墻13上形成介質(zhì)層15。在介質(zhì)層15內(nèi)形成源極通孔16a和漏極通孔16b。其中，源極通孔16a的底部露出源極14a，漏極通孔16b的底部露出漏極14b。

接著，參考圖4，在源極通孔16a的底部露出的源極14a上、在漏極通孔16b的底部露出的漏極14b上形成鈦金屬層。之后，對鈦金屬層進行退火處理，分別形成源極金屬硅化物層17a和漏極金屬硅化物層17b。

接著，參考圖5，采用鎢金屬填充源極通孔16a和漏極通孔16b，形成源極接觸插塞18a和漏極接觸插塞18b。

采用現(xiàn)有技術(shù)的方法形成的P型鰭式場效應(yīng)晶體管的性能不佳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是采用現(xiàn)有技術(shù)的方法形成的P型鰭式場效應(yīng)晶體管的性能不佳。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種MOS晶體管的形成方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)；

在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成源極材料層和漏極材料層；

在所述半導(dǎo)體襯底、柵極結(jié)構(gòu)、源極材料層和漏極材料層上形成第一介質(zhì)層；

在所述第一介質(zhì)層內(nèi)形成底部露出所述源極材料層的第一源極通孔和底部露出所述漏極材料層的第一漏極通孔；

刻蝕去除所述第一源極通孔底部的部分源極材料層和所述第一漏極通孔底部的部分漏極材料層；

在剩余的源極材料層和剩余的漏極材料層上形成金屬硅化物層。

可選的，刻蝕去除部分源極材料層和部分漏極材料層之前，對所述第一源極通孔底部露出的源極材料層和所述第一漏極通孔底部露出的漏極材料層進行非晶化離子注入。

可選的，所述非晶化離子注入的注入離子類型為鍺、硅、碳、氮和氬離子中的至少一種。

可選的，所述非晶化離子注入的注入離子類型為鍺，離子注入能量為大 于等于2keV小于等于7keV，離子注入劑量為大于等于1E13atom/cm²且小于等于1E15atom/cm²。

可選的，所述非晶化離子注入的注入離子類型為硅，離子注入能量為大于等于2keV小于等于8keV，離子注入劑量為大于等于1E13atom/cm²且小于等于1E15atom/cm²。

可選的，所述非晶化離子注入的注入離子類型為碳，離子注入能量為大于等于2keV小于等于22keV，離子注入劑量為大于等于1E13atom/cm²且小于等于1E15atom/cm²。

可選的，刻蝕去除第一源極通孔底部的部分源極材料層和第一漏極通孔底部的部分漏極材料層之后，形成金屬硅化物層之前，還包括對剩余的源極材料層和剩余的漏極材料層進行退火處理。

可選的，所述退火為激光退火，所述退火處理的溫度為大于等于800℃且小于等于1200℃。

可選的，所述刻蝕為濕法腐蝕或干法刻蝕。

可選的，所述刻蝕為濕法腐蝕時，所述濕法腐蝕劑為四甲基氫氧化銨溶液。

可選的，去除部分源極材料層和漏極材料層的深度小于等于所述非晶化離子注入的深度。

可選的，所述晶體管為PMOS，所述源極材料層和漏極材料層包括鍺硅層；所述晶體管為NMOS，所述源極材料層和漏極材料層包括碳化硅層。

可選的，形成金屬硅化物層后，在所述第一源極通孔內(nèi)和第一漏極通孔內(nèi)填充滿第二介質(zhì)層，所述第二介質(zhì)層與所述第一介質(zhì)層相平。

可選的，在所述第一源極通孔內(nèi)的第二介質(zhì)層內(nèi)形成第二源極通孔，所述第二源極通孔底部露出所述金屬硅化物層；

在所述第一漏極通孔內(nèi)的第二介質(zhì)層內(nèi)形成第二漏極通孔，所述第二漏極通孔底部露出所述金屬硅化物層。

可選的，所述半導(dǎo)體襯底具有鰭部，所述柵極結(jié)構(gòu)橫跨所述鰭部，并覆 蓋所述鰭部的頂部和側(cè)壁；

在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鰭部內(nèi)形成源極材料層和漏極材料層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

刻蝕去除第一源極通孔底部的部分源極材料層和第一漏極通孔底部的部分漏極材料層，可以增加形成金屬硅化物層的金屬分別與源極材料層、漏極材料層之間的接觸面積。這樣，在源極材料層上形成的金屬硅化物層和在漏極材料層上形成的金屬硅化物層的體積會增加。從而可以進一步降低源漏接觸電阻和寄生串聯(lián)電阻，以提高后續(xù)形成的晶體管的性能。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的形成有柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是沿圖1中AA方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3至圖5是繼圖2的步驟之后形成的現(xiàn)有技術(shù)的P型鰭式場效應(yīng)晶體管的剖面流程結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明具體實施例中的形成有柵極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是沿圖6中BB方向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8至圖16是繼圖7的步驟之后形成的本發(fā)明的具體實施例的鰭式場效應(yīng)晶體管的剖面流程結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)采用現(xiàn)有技術(shù)的方法形成的金屬硅化物層的體積較小，降低源漏接觸電阻和寄生串聯(lián)電阻的效果不佳。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。

實施例一

首先，參考圖6和圖7，提供半導(dǎo)體襯底20，所述半導(dǎo)體襯底20具有鰭部21。

本實施例中，所述半導(dǎo)體襯底20包括具有至少兩個分立的凸起結(jié)構(gòu)的硅 襯底201和位于凸起結(jié)構(gòu)之間的絕緣層202，絕緣層202低于所述凸起結(jié)構(gòu)。高于絕緣層202的凸起結(jié)構(gòu)為鰭部21。其中，絕緣層202的材料為氧化硅。

其他實施例中，所述半導(dǎo)體襯底還可以為絕緣體上硅襯底，所述絕緣體上硅襯底包括底部硅層、位于底部硅層上的絕緣層、位于絕緣層上的頂部硅層?？涛g頂部硅層形成鰭部。

具體為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知技術(shù)，在此不再贅述。

接著，繼續(xù)參考圖6和圖7，形成橫跨所述鰭部21的柵極結(jié)構(gòu)22。

本實施例中，所述柵極結(jié)構(gòu)22包括柵介質(zhì)層221和位于所述柵介質(zhì)層221上的柵極層222。柵介質(zhì)層221的材料為氧化硅時，柵極層222的材料為多晶硅。柵介質(zhì)層221的材料為高k柵介質(zhì)層時，柵極層222的材料為金屬。其中，高k柵介質(zhì)層的材料為HfO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO和HfZrO。

柵極結(jié)構(gòu)22的具體形成方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員的熟知技術(shù)。

接著，繼續(xù)參考圖8，對柵極結(jié)構(gòu)22兩側(cè)的鰭部進行LDD離子注入和Halo離子注入，之后，進行退火處理，形成LDD離子注入?yún)^(qū)(圖未示)和Halo離子注入?yún)^(qū)(圖未示)。

經(jīng)過LDD離子注入和Halo離子注入后，鰭部21的頂部的晶格受損，形成位錯缺陷。

本實施例中，繼續(xù)參考圖8，形成LDD離子注入?yún)^(qū)和Halo離子注入?yún)^(qū)后，在柵極結(jié)構(gòu)22周圍形成側(cè)墻23。

形成側(cè)墻23的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知技術(shù)，在此不再贅述。

形成側(cè)墻23后，參考圖9，以側(cè)墻23為掩膜，對側(cè)墻23兩側(cè)的鰭部21進行刻蝕，形成源極凹槽和漏極凹槽。之后，在源極凹槽內(nèi)填充滿源極材料層24a，在漏極凹槽內(nèi)填充滿漏極材料層24b。本實施例中，后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的類型為P型，源極材料層24a和漏極材料層24b的材料分別為鍺硅層在下、硅帽(Si cap)層在上的疊層。其他實施例中，后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的類型為N型，所述漏極材料層和源極材料層的材料分別為碳化硅層在下、硅帽層在上的疊層。

之后，對源極材料層24a和漏極材料層24b進行源漏注入，對應(yīng)形成源極和漏極。

接著，繼續(xù)參考圖9，在半導(dǎo)體襯底20、柵極結(jié)構(gòu)22、源極材料層24a和漏極材料層24b上形成第一介質(zhì)層25。

第一介質(zhì)層25的材料為氧化硅、碳化硅或氮氧化硅。第一介質(zhì)層25也可以為低k材料或超低k材料，所述低k材料的介電常數(shù)小于等于3，所述超低k材料的介電常數(shù)小于等于2.7。第一介質(zhì)層25的形成方法為沉積。具體可以為高密度等離子體(High Density Plasma，HDP)化學(xué)氣相沉積或者是高縱深比填溝工藝(High Aspect Ratio Process，HARP)或者流動化學(xué)氣相沉積(Flowable Chemical Vapor Deposition，F(xiàn)CVD)。采用上述三種方法填充能力較強，形成的第一介質(zhì)層25致密度比較高。當(dāng)然，第一介質(zhì)層25也可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其他沉積工藝，也屬于本發(fā)明的保護范圍。

接著，參考圖10，在第一介質(zhì)層25上形成圖形化的第一掩膜層(圖未示)，所述圖形化的第一掩膜層定義第一源極通孔、第一漏極通孔的位置和大小。之后，以圖形化的第一掩膜層為掩膜對第一介質(zhì)層25進行刻蝕，在第一介質(zhì)層25內(nèi)形成第一源極通孔26a和第一漏極通孔26b。第一源極通孔26a的底部露出源極材料層24a，第一漏極通孔26b的底部露出漏極材料層24b。

本實施例中，當(dāng)柵極結(jié)構(gòu)22中的柵極層222的材料為鋁時，在第一介質(zhì)層25上圖形化的第一掩膜層為硬掩膜層在下、光刻膠在上的疊層。所述硬掩膜層為單層結(jié)構(gòu)時，為氮化鈦。其他實施例中，硬掩膜層的材料可以為氮化硼、氮化硅或氮化鈦。其他實施例中，硬掩膜層還可以為疊層結(jié)構(gòu)，所述硬掩膜層為氮化硼層、氮化硅層或氮化鈦層中的任意兩層或三層結(jié)構(gòu)。

本實施例中，需要硬掩膜層覆蓋柵極層222而不是直接采用光刻膠層來覆蓋柵極層222，原因如下：

由于半導(dǎo)體器件的特征尺寸越來越小，光刻膠層的厚度越來越薄，直接以圖形化的光刻膠層為掩膜對第一介質(zhì)層25進行刻蝕時，較薄的光刻膠層在第一源極通孔、第一漏極通孔形成之前會被完全去除。再者，后續(xù)步驟中，需要采用氧氣對光刻膠進行氧化去除。如果光刻膠直接覆蓋在材料為鋁的柵 極層222上，則在灰化去除光刻膠的過程中，氧氣會與鋁反應(yīng)而使得柵極層222發(fā)生氧化。

刻蝕形成第一源極通孔26a、第一漏極通孔26b的方法為各向異性干法刻蝕。

需要說明的是，本實施例形成的第一源極通孔26a、第一漏極通孔26b并不是后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的中的最終尺寸的源極通孔和漏極通孔。第一源極通孔26a和第一漏極通孔26b的尺寸大于最終形成的源極通孔和漏極通孔的尺寸。如果以第一源極通孔26a和第一漏極通孔26b作為最終尺寸的源極通孔和漏極通孔，則后續(xù)工藝步驟中對應(yīng)形成的源極金屬插塞、漏極金屬插塞分別與柵極結(jié)構(gòu)之間的距離太近，而影響后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

接著，繼續(xù)參考圖10，對第一源極通孔26a底部露出的源極材料層24a和第一漏極通孔26b底部露出的漏極材料層24b進行非晶化離子注入。

非晶化離子注入后，被注入的非晶化離子會在源極材料層24a和漏極材料層24b中進行擴散，分別在源極材料層24a內(nèi)形成第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a，在漏極材料層24b內(nèi)形成第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b。第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a中的源極材料層和第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b中漏極材料層被非晶化。第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a和第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b的邊界為弧形。

本實施例中，所述非晶化離子注入的注入離子類型為鍺、硅、碳、氮或氬離子中的至少一種。

所述非晶化離子注入的注入離子類型為鍺時，離子注入能量為大于等于4keV小于等于40keV，離子注入劑量為大于等于1E13atom/cm²且小于等于1E15atom/cm²。

所述非晶化離子注入的注入離子類型為硅時，離子注入能量為大于等于2keV小于等于16keV，離子注入劑量為大于等于1E13atom/cm²且小于等于1E15atom/cm²。

所述非晶化離子注入的注入離子類型為碳時，離子注入能量為大于等于 2keV小于等于7keV，離子注入劑量為大于等于1E13atom/cm²且小于等于1E15atom/cm²。

所述非晶化離子注入的注入離子類型為氮時，離子注入能量為大于等于2keV小于等于8keV，離子注入劑量為大于等于1E13atom/cm²且小于等于1E15atom/cm²。

所述非晶化離子注入的注入離子類型為氬時，離子注入能量為大于等于2keV小于等于22keV，離子注入劑量為大于等于1E13atom/cm²且小于等于1E15atom/cm²。

本實施例中，非晶化離子注入的離子注入能量、注入劑量如果太大，會破壞第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a以外的源極材料層24a，同樣會破壞第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b以外的漏極材料層24b，從而影響后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。非晶化離子注入的離子注入能量、注入劑量如果太小，不能有效的擴大后續(xù)形成的金屬硅化物的體積。

接著，參考圖11，刻蝕去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a中的源極材料層24a和刻蝕去除第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b中的漏極材料層24b。

本實施例中，采用濕法腐蝕劑去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a的源極材料層24a，形成第一凹槽28a。第一凹槽28a的底部為弧形。采用濕法腐蝕劑去除第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b的漏極材料層24b，形成第二凹槽28b。第二凹槽28b的底部也為弧形。其中，濕法腐蝕劑為四甲基氫氧化銨溶液(TMAH，Tetramethy lammonium Hydroxide)。濃度為2％～18％，溫度為常溫(23℃～30℃)。上述條件的TMAH溶液去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a的源極材料層24a和去除第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b的漏極材料層24b的精準度較高，使得去除非晶化源極材料層和漏極材料層的工藝更好控制。

需要說明的是：現(xiàn)有技術(shù)中，對柵極結(jié)構(gòu)22兩側(cè)的鰭部進行LDD離子注入和Halo離子注入的過程中，會對鰭部21的頂部造成嚴重的晶格損傷，而且，后續(xù)的退火操作也很難對鰭部21的頂部晶格損傷進行修復(fù)。原因如下：對于平面晶體管來說，LDD離子注入和Halo離子注入對襯底表面造成的損傷，后續(xù)的退火工藝能夠進行及時修復(fù)。因為，該襯底內(nèi)部具有大量的單晶硅， 可以在退火的過程中擴散生長至受損的襯底處。然而，對于鰭式場效應(yīng)晶體管來說，鰭部21的特征尺寸太小。鰭部21頂部在LDD離子注入和Halo離子注入的過程中受損后，即使進行相應(yīng)的退火處理，硅襯底201中的單晶硅沿凸起結(jié)構(gòu)的底部至鰭部的頂部方向修復(fù)生長非常困難，因此，硅襯底201中的單晶硅很難修復(fù)生長至鰭部21的頂部。這樣，在鰭部21的頂部形成位錯缺陷(Twin defect)，影響后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

本實施例中，采用濕法腐蝕劑去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a中的源極材料層24a和刻蝕去除第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b中的漏極材料層24b之后，也就是說將受損的鰭部頂部去除，可以消除位錯缺陷，從而提高后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

本實施例中，控制濕法腐蝕劑去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a的源極材料層24a、第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b的漏極材料層24b的厚度大于零且小于等于所述非晶化離子注入深度的60％。如果濕法腐蝕劑去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a的源極材料層24a、第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b的漏極材料層24b的厚度太深，會破壞非晶化注入步驟之前的各離子注入?yún)^(qū)之間的pn結(jié)，會影響溝道大小。

更進一步的，控制濕法腐蝕劑去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a的源極材料層24a、第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b的漏極材料層24b的厚度等于所述非晶化離子注入深度的60％。還可以最大化的消除位錯缺陷，

接著，繼續(xù)參考圖11，將第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a中的剩余的源極材料層和第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b中剩余的漏極材料層進行退火處理。

本實施例中，退火處理的作用為：將第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a中的剩余的非晶狀態(tài)的源極材料層和第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b中剩余的非晶狀態(tài)的漏極材料層修復(fù)至原有的單晶狀態(tài)。

本實施例中，退火處理為激光退火處理。溫度為大于等于800℃且小于等于1200℃。之所以選用上述條件的退火處理，不僅可以很好的修復(fù)剩余的非晶狀態(tài)的源極材料層24a和漏極材料層24b，而且熱預(yù)算最小。

其他實施例中，采用濕法腐蝕劑去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a的源極 材料層24a和第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b的漏極材料層24b的厚度等于所述非晶化離子注入的深度，就可以省略上述激光退火工藝步驟。也屬于本發(fā)明的保護范圍。但是，控制濕法腐蝕的工藝，使得去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)27a的源極材料層24a和第二非晶化離子注入?yún)^(qū)27b的漏極材料層24b的厚度正好等于所述非晶化離子注入的深度非常難，精準度很難符合要求。因此，不如先去除部分非晶化源極材料層24a和部分非晶化漏極材料層24b，再將剩余的非晶化的源極材料層和漏極材料層進行修復(fù)的工藝容易、方便、省心和省力。

其他實施例中，也可以采用干法刻蝕去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)的源極材料層和第二非晶化離子注入?yún)^(qū)的漏極材料層。但是，相對于濕法腐蝕，干法刻蝕去除的方法較猛烈，容易對第一非晶化離子注入?yún)^(qū)以外單晶的源極材料層、第二非晶化離子注入?yún)^(qū)以外單晶的漏極材料層造成嚴重損傷，即使采用后續(xù)的激光退火工藝也很難將受損的源極材料層和漏極材料層進行恢復(fù)，重新形成單晶結(jié)構(gòu)。

其他實施例中，如果不進行非晶化離子注入的步驟，而直接采用其他的濕法腐蝕溶液或采用干法刻蝕方法對第一源極通孔底部露出的源極材料層和第一漏極通孔底部露出的漏極材料層進行部分去除，也屬于本發(fā)明的保護范圍。而且，激光退火處理的步驟可以省略。需要說明的是：由于沒有對第一源極通孔底部露出的源極材料層和第二源極通孔底部露出的漏極材料層進行非晶化處理，源極材料層和漏極材料層仍然為單晶結(jié)構(gòu)，形成的第一凹槽和第二凹槽的形狀為非弧形的形狀，而且，會出現(xiàn)角狀結(jié)構(gòu)，不如第一凹槽和第二凹槽的弧形凹槽表面光滑平整。對后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管施加電壓時，容易形成電壓穿通。但是，形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能也比現(xiàn)有技術(shù)好。

例如，如果不進行非晶化離子注入的步驟，而直接采用四甲基氫氧化銨溶液對第一源極通孔底部露出的源極材料層和第一漏極通孔底部露出的漏極材料層進行部分去除，形成的第一凹槽和第二凹槽的形狀為六角型。六角型形狀的凹槽具有角狀等尖端結(jié)構(gòu)，不如弧形的第一凹槽和第二凹槽表面光滑平整。

接著，對第一凹槽和第二凹槽進行清洗以去除自然氧化物(Native Oxide)、顆粒(Particles)或金屬離子。

接著，參考圖12，在第一介質(zhì)層25、第一源極通孔26a側(cè)壁，第一凹槽28a表面、第一漏極通孔26b側(cè)壁、第二凹槽28b表面形成第一金屬層29。

圖12只示意出了在第一源極通孔26a側(cè)壁，第一凹槽28a表面、第一漏極通孔26b側(cè)壁、第二凹槽28b表面形成第一金屬層29。

本實施例中，所述第一金屬層29的材料為鈦，形成第一金屬層29的方法為沉積或濺射。

接著，對第一金屬層29進行第一快速熱退火處理(RTA)。第一快速退火處理的過程中，第一金屬層與源極材料層、漏極材料層中的硅帽層熔合形成高阻相金屬硅化物，該高阻相金屬硅化物的成分為TiSi₂。

接著，參考圖13，將第一介質(zhì)層25、第一源極通孔26a側(cè)壁、第一漏極通孔26b側(cè)壁的高阻相金屬硅化物和剩余的第一金屬去除。

本實施例中，去除方法為采用APM溶液或SPM溶液去除。其中，APM溶液為氨水和雙氧水的混合溶液。APM溶液為硫酸和雙氧水的混合溶液。由于，APM溶液或SPM溶液中的雙氧水存在容易分解的缺點，從而需要不斷更換APM溶液或SPM溶液。因此，可以采用臭氧替代APM溶液或SPM溶液中的雙氧水。其中，臭氧的流量為3～7L/min，通入臭氧的時間為6～8min。

其他實施例中，也可以在APM溶液或SPM溶液中通入臭氧，這時，臭氧的流量為5L/min，通入臭氧的時間為60～100min。

本實施例中，第一快速熱退火處理的溫度為小于500℃，防止晶圓上的光刻膠熔化，而且還能形成高阻相金屬硅化物。

接著，參考圖13，對剩余的第一金屬層29進行第二快速熱退火處理，形成低阻相金屬硅化物層。其中，低阻相金屬硅化物層為最終的金屬硅化物層。

本實施例中，第二快速熱退火處理的溫度為小于500℃。金屬硅化物層的成分為TiSi。防止晶圓上的光刻膠熔化，而且還能形成高阻相金屬硅化物。

其他實施中，不進行第二快速熱退火處理也屬于本發(fā)明的保護范圍。

其他實施例中，當(dāng)金屬的材料為鎳、鉑、鉑鎳合金或鈷時，也需要經(jīng)過第一快速退火處理和第二快速退火處理的步驟，形成金屬硅化物層。

其中，在源極材料層上形成的金屬硅化物層為源極金屬硅化物層30a，在漏極材料層上形成的金屬硅化物層為漏極金屬硅化物層30b。

接著，參考圖14，在第一源極通孔26a和第一漏極通孔26a內(nèi)填充滿第二介質(zhì)層31，第二介質(zhì)層31與第一介質(zhì)層25相平。

本實施例中，第二介質(zhì)層31的形成方法為：在第一介質(zhì)層25上、源極金屬硅化物層30a、漏極金屬硅化物層30b上形成第二介質(zhì)層材料層。之后，采用化學(xué)機械研磨的方法對高于第一介質(zhì)層25的第二介質(zhì)層材料層進行去除，形成第二介質(zhì)層31。

具體請參考第一介質(zhì)層25的形成方法。

接著，參考圖15，在第一源極通孔26a內(nèi)的第二介質(zhì)層31內(nèi)形成第二源極通孔32a，在第一源極通孔26b內(nèi)的第二介質(zhì)層31內(nèi)形成第二漏極通孔32b。

其中，第二源極通孔32a和第二漏極通孔32b為后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管最終尺寸的源極通孔和漏極通孔。因此，第二源極通孔32a和第二漏極通孔32b的尺寸小于第一源極通孔26a和第一源極通孔26b的尺寸。

具體形成方法如下：

在第一介質(zhì)層25和第二介質(zhì)層31上形成圖形化的第二掩膜層，所述圖形化的第二掩膜層定義第二源極通孔和第二漏極通孔的位置和大小。之后，以所述圖形化的第二掩膜層為掩膜，對第二介質(zhì)層31進行刻蝕。

接著，參考圖16，在第二源極通孔32a和第二漏極通孔32b內(nèi)填充滿第二金屬層，在源極上形成源極金屬插塞33a，在漏極上形成漏極金屬插塞33b。

本實施例中，第二金屬層可以為鎢金屬，其他金屬也可以作為本發(fā)明的保護范圍。

現(xiàn)有技術(shù)中，參考圖4，在介質(zhì)層15內(nèi)形成的源極通孔16a和漏極通孔16b為鰭式場效應(yīng)晶體管最終尺寸的源極通孔和漏極通孔。該源極通孔16a和漏極通孔16b的尺寸較小。之后，在上述源極通孔16a和漏極通孔16b對應(yīng) 露出的源極材料層14a和漏極材料層14b上形成金屬層。之后，對金屬層進行退火處理就形成了源極金屬硅化物層17a和漏極金屬硅化物層17b?？梢?，該金屬層只能與最終尺寸的源極通孔16a露出的源極材料層14a進行接觸，接觸面積會小。該金屬層只能與最終尺寸的漏極通孔16a露出的漏極材料層14b進行接觸，接觸面積也小。這樣，最終形成的源極金屬硅化物層17a和漏極金屬硅化物層17b的體積也很小。

本實施例中，非晶化離子注入后，注入離子會在源極材料層內(nèi)部和漏極材料層內(nèi)部進行擴散，為后續(xù)增加源極材料層和漏極材料層的去除體積做準備，從而使得第一凹槽和第二凹槽的體積增加，進而使得后續(xù)填充第一凹槽的金屬與源極材料層的接觸面積增加，使得后續(xù)填充第二凹槽的金屬與漏極材料層的接觸面積增加。這樣，在源極材料層上形成的源極金屬硅化物層和在漏極材料層上形成的漏極金屬硅化物的體積增加。有利于提高后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的性能。

另外，正因為采用非晶化離子注入，可以使第一凹槽、第二凹槽的形狀為光滑平整弧形，在增加源極金屬硅化物層和漏極金屬硅化物層體積的情況下，還可以預(yù)防電壓的穿通。

其他實施例中，如果半導(dǎo)體襯底不具有鰭部，也屬于本發(fā)明的保護范圍。此時，柵極結(jié)構(gòu)不橫跨在鰭部上，也就是說形成金屬硅化物的方法也適用于平面晶體管。

實施例二

本實施例與實施例一的區(qū)別在于：第一源極通孔和第一漏極通孔為后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管中的源極通孔和漏極通孔。則，本實施例中的第一源極通孔和第一漏極通孔的尺寸都小于實施例一中的第一源極通孔和第一漏極通孔的尺寸。這樣，實施例一中的形成第二介質(zhì)層、在第二介質(zhì)層內(nèi)形成第二源極通孔和第二漏極通孔的步驟可以省略。之后，直接在第一源極通孔和第一漏極通孔填充滿第二金屬層，形成金屬插塞。

本實施例中，以第一源極通孔為掩膜對源極材料層進行非晶化離子注入，形成的第一非晶化離子注入?yún)^(qū)的范圍小于實施例一中的第一非晶化離子注入 區(qū)的范圍。之后，形成的第一凹槽的體積小于實施例一中的第一凹槽的體積，這樣，在源極材料層上形成的源極金屬硅化物層小于實施例一中的源極金屬硅化物層。但是，比現(xiàn)有技術(shù)中的源極金屬硅化物中的體積大。

本實施例中，以第一漏極通孔為掩膜對漏極材料層進行非晶化離子注入，形成的第二非晶化離子注入?yún)^(qū)的范圍小于實施例一中的第二非晶化離子注入?yún)^(qū)的范圍。之后，形成的第二凹槽的體積小于實施例一中的第二凹槽的體積，這樣，在漏極材料層上形成的漏極金屬硅化物層小于實施例一中的漏極金屬硅化物層。但是，比現(xiàn)有技術(shù)中的漏極金屬硅化物中的體積大。

需要說明的是，如果實施例一中的第一源極通孔和第二源極通孔的尺寸根據(jù)后續(xù)形成的鰭式場效應(yīng)晶體管的尺寸做到最大。這樣，根據(jù)實施例一中的非晶化離子注入的條件、去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)中源極材料層的條件、去除第一非晶化離子注入?yún)^(qū)中漏極材料層的條件、退火處理的條件等共同作用，可以使得在源極材料層上形成的源極金屬硅化物層、漏極材料層上形成的漏極金屬硅化物層的體積最大化。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準。