本申請(qǐng)要求于2015年5月15日提交的、美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/162,388的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

持續(xù)努力著對(duì)集成電路進(jìn)行縮放。隨著電路變得更小且更快，金屬硅化物觸點(diǎn)常常被用以獲得更高的電路性能。由于金屬硅化物觸點(diǎn)比非硅化區(qū)域具有更小的接觸電阻，使用這種技術(shù)的集成電路能夠具有更小的接觸面積，并且使用更少的能量來(lái)使電流穿過(guò)它們?？傊@些效果產(chǎn)生了更高性能的集成電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括：半導(dǎo)體襯底；至少一個(gè)介電層，存在于半導(dǎo)體襯底上，介電層具有曝光半導(dǎo)體襯底的至少一部分的至少一個(gè)接觸孔，其中半導(dǎo)體襯底具有與接觸孔連通的至少一個(gè)凹槽，并且凹槽具有底表面和至少一個(gè)側(cè)壁；介電間隔件襯墊(DSL)層，至少存在于凹槽的側(cè)壁上；以及至少一個(gè)導(dǎo)體，至少部分地存在于接觸孔中并且電連接至半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括：存在于凹槽中的至少一個(gè)金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)，其中導(dǎo)體通過(guò)所述金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)電連接至半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，DSL層由防止在金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)的形 成中使用的蝕刻劑穿過(guò)的材料制成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，DSL層由碳氧化硅(SiOC)、氮氧化硅(SiON)、二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或上述的組合制成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，DSL層進(jìn)一步存在于接觸孔的至少一個(gè)側(cè)壁上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，半導(dǎo)體襯底具有位于其中的至少一個(gè)應(yīng)力源，接觸孔曝光應(yīng)力源的至少一部分，并且凹槽存在于應(yīng)力源中。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括：在半導(dǎo)體襯底上形成至少一個(gè)介電層；在介電層中形成至少一個(gè)接觸孔，以曝光半導(dǎo)體襯底的至少一部分；在半導(dǎo)體襯底中形成至少一個(gè)凹槽，其中，凹槽與接觸孔連通，并且凹槽具有底表面和至少一個(gè)側(cè)壁；至少在凹槽的側(cè)壁上形成至少一個(gè)介電間隔件襯墊(DSL)層；以及至少部分地在接觸孔中形成至少一個(gè)導(dǎo)體，其中導(dǎo)體電連接至半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括：在形成DSL層之前，至少去除凹槽的側(cè)壁上的氧化物。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，氧化物被物理性地去除。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，氧化物借助惰性氣體通過(guò)濺射去除。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，氧化物通過(guò)氬濺射去除。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括：至少在凹槽中形成含金屬材料；將含金屬材料和半導(dǎo)體襯底的鄰近凹槽的一部分轉(zhuǎn)變成金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)；以及去除未轉(zhuǎn)變成金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)的剩余的含金屬材料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，DSL層由防止在去除剩余的含金屬材料中使用的蝕刻劑穿過(guò)的材料制成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，DSL層由碳氧化硅(SiOC)、氮氧化硅(SiON)、二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)或上述的組合制成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，形成DSL層進(jìn)一步在接觸孔的至少一個(gè)側(cè)壁上形成DSL層。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了一種用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括：在半導(dǎo)體襯底中形成至少一個(gè)源極/漏極區(qū)；至少在源極/漏極 區(qū)上形成至少一個(gè)介電層；在介電層中形成至少一個(gè)接觸孔以曝光源極/漏極區(qū)的至少一部分，其中形成接觸孔進(jìn)一步在源極/漏極區(qū)中形成至少一個(gè)凹槽，并且凹槽具有底表面和至少一個(gè)側(cè)壁；物理性地清除凹槽的至少側(cè)壁；在介電層、接觸孔和凹槽上形成至少一個(gè)介電間隔件襯墊(DSL)層；去除凹槽的底表面上的DSL層；以及在接觸孔中形成至少一個(gè)導(dǎo)體，其中導(dǎo)體電連接至源極/漏極區(qū)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，物理性地清除將凹槽的至少側(cè)壁上的氧化物去除。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括：在半導(dǎo)體襯底上形成至少一個(gè)柵極堆疊件。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括：至少在凹槽中形成含金屬材料；將含金屬材料和源極/漏極區(qū)的鄰近凹槽的一部分轉(zhuǎn)變成金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)；借助蝕刻劑去除未轉(zhuǎn)變成金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)的剩余的含金屬材料；以及通過(guò)DSL層阻擋蝕刻劑進(jìn)入到柵極堆疊件中。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，柵極堆疊件是含金屬柵極堆疊件。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒(méi)有被按比例繪制。實(shí)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至圖15是根據(jù)一些示例性實(shí)施例的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件的形成的中間階段的截面圖。

具體實(shí)施方式

為了實(shí)施本公開的不同部件，以下公開提供了許多不同的實(shí)施例或示例。以下描述元件和布置的特定示例以簡(jiǎn)化本公開。當(dāng)然這些僅僅是示例并不打算限定。例如，以下描述中第一部件形成在第二部件上可包括其中第一和第二部件以直接接觸形成的實(shí)施例，并且也可包括其中額外的部件形成插入到第一和第二部件中的實(shí)施例，使得第一和第二部件不直接接觸。 再者，本公開可在各個(gè)示例中重復(fù)參照數(shù)字和/或字母。該重復(fù)是為了簡(jiǎn)明和清楚，而且其本身沒(méi)有規(guī)定所述各種實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。

此外，為便于描述，在本文中可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…上方”、“上部”等的空間相對(duì)位置術(shù)語(yǔ)，以描述如圖中所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)(另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并且因此可以對(duì)本文中使用的空間相對(duì)位置描述符作同樣地解釋。

根據(jù)多個(gè)示例性實(shí)施例提供了金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件及其制造方法。圖示出了形成該MOS器件的中間階段。對(duì)實(shí)施例的變型進(jìn)行討論?？v觀多種視圖和示意性實(shí)施例，相同參考標(biāo)號(hào)被用以表示相同元件。

圖1至圖15是根據(jù)一些示例性實(shí)施例的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件100的形成的中間階段的截面圖。參照?qǐng)D1，提供包括半導(dǎo)體襯底110的晶圓。該半導(dǎo)體襯底110可以由半導(dǎo)體材料制成，該半導(dǎo)體材料諸如為硅、碳化硅(SiC)、硅鍺(SiGe)、III-V化合物半導(dǎo)體或上述的組合。諸如淺溝槽隔離(STI)區(qū)200的隔離區(qū)形成在半導(dǎo)體襯底110中并且用以限定MOS器件100的有源區(qū)域。

柵極堆疊件120形成在半導(dǎo)體襯底110之上。該柵極堆疊件120包括偽柵極介電層122和偽柵極電極124。偽柵極介電層122在一些示例性實(shí)施例中包括氧化硅。在可選的實(shí)施例中，也使用諸如氮化硅、碳化硅(SiC)等的其他材料。偽柵極電極124可包括多晶硅。在一些實(shí)施例中，柵極堆疊件120進(jìn)一步包括位于偽柵極電極124之上的硬掩模126。硬掩模126可例如包括氮化硅，但也可使用諸如碳化硅(SiC)、氮氧化硅等的其他材料。在可選的實(shí)施例中，未形成硬掩模126。

根據(jù)由此產(chǎn)生的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件100的導(dǎo)電類型，輕摻雜的漏極/源極(LDD)區(qū)130例如通過(guò)植入p型雜質(zhì)(諸如硼和/或銦)或n型雜質(zhì)(諸如磷和/或砷)來(lái)形成。例如，當(dāng)MOS器件100是pMOS器件時(shí)，該LDD區(qū)130是p型區(qū)。當(dāng)該MOS器件100是nMOS器件時(shí)，該LDD區(qū)130是n型區(qū)。柵極堆疊件120充當(dāng)注入掩模，以便LDD區(qū)130 的邊緣與柵極堆疊件120的邊緣基本對(duì)齊。

參照?qǐng)D2。柵極間隔件140形成在柵極堆疊件120的側(cè)壁上。在一些實(shí)施例中，每個(gè)柵極間隔件140均包括氮氧化硅層142和氧化硅層144。在可選的實(shí)施例中，柵極間隔件140包括一個(gè)或多個(gè)層，每個(gè)層均包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其他介電材料?？捎玫男纬煞椒òǖ入x子增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)、低壓化學(xué)汽相沉積(LPCVD)、次大氣壓化學(xué)汽相沉積(SACVD)和其他的沉積方法。

源極和漏極區(qū)(此后稱作源極/漏極區(qū))135形成在半導(dǎo)體襯底110中。在可選的實(shí)施例中，其中，金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件100是pMOS器件，則該源極/漏極區(qū)135是p型的。在MOS器件100是nMOS器件的實(shí)施例中，該源極/漏極區(qū)135是n型的。在一些實(shí)施例中，源極/漏極應(yīng)力源(同樣標(biāo)記為135)形成在半導(dǎo)體襯底110中。該源極/漏極應(yīng)力源形成源極/漏極區(qū)135的至少一些部分。圖2圖示出了源極/漏極區(qū)135與各個(gè)源極/漏極應(yīng)力源完全重疊的實(shí)施例。在可選的實(shí)施例中，源極/漏極區(qū)135和源極/漏極應(yīng)力源是部分上重疊。

此外，在金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件100是nMOS器件的實(shí)施例中，該源極/漏極應(yīng)力源135可以包括磷化硅(SiP)、碳化硅(SiC)等。在MOS器件100是pMOS器件的實(shí)施例中，該源極/漏極應(yīng)力源135可以包括硅鍺(SiGe)。該源極/漏極應(yīng)力源135的形成可以通過(guò)蝕刻半導(dǎo)體襯底110以在其中形成凹槽并且然后執(zhí)行外延附生以在該凹槽中生長(zhǎng)該源極/漏極應(yīng)力源135來(lái)實(shí)現(xiàn)。

參照?qǐng)D3。接觸蝕刻終止層(CESL)150形成在柵極堆疊件120和源極/漏極區(qū)135之上。在一些實(shí)施例中，該CESL150包括氮化硅、碳化硅(SiC)或其他介電材料。層間介電層(ILD)160形成在CESL150之上。該ILD160覆蓋形成到比柵極堆疊件120的頂表面更高的高度。該ILD160可包括例如使用流動(dòng)性化學(xué)汽相沉積(FCVD)形成的流動(dòng)性氧化物。該ILD160還可以是使用旋轉(zhuǎn)涂布形成的旋涂玻璃。例如，該ILD160可包括磷硅玻璃(PSG)、硼硅玻璃(BSG)、硼摻雜磷硅玻璃(BPSG)、原硅酸四乙酯(TEOS)氧化物、TiN、SiOC或其他低k非滲透性介電材料。

圖4圖示出了平坦化步驟，這例如使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)來(lái)執(zhí)行。執(zhí)行該CMP以去除層間介電層(ILD)160和接觸蝕刻終止層(CESL)150的多余部分，其中，該多余部分位于硬掩模126之上。因此，得以曝光該柵極堆疊件120。在可選的實(shí)施例中，硬掩模126在CMP期間被去除，其中該CMP在偽柵極電極124的頂表面上停止。

參照?qǐng)D5。去除硬掩模126、偽柵極電極124和偽柵極介電層122。由于硬掩模126、偽柵極電極124和偽柵極介電層122的去除而形成開口O。在一些實(shí)施例中，開口O的寬度W1小于約25nm并且可以在從約18nm至約22nm的范圍中。然而，可以想到，在整個(gè)說(shuō)明書中列舉的值僅僅是實(shí)例，并且可以改變成不同的值。此外，開口O的深度D1可大于約40nm。開口O的深寬比D1/W1可高于約1.3、高于約7或高于約10。

參照?qǐng)D6。形成柵極介電層121。在一些實(shí)施例中，該柵極介電層121包括界面層(IL，柵極介電層121的下部)，其為介電層。在一些實(shí)施例中，該IL包括諸如氧化硅層的氧化層，其可以通過(guò)半導(dǎo)體襯底110的熱氧化、化學(xué)氧化或沉積步驟而形成。該柵極介電層121還可包括高k介電層(柵極介電層121的上部)，其包括高k介電材料，該高k介電材料諸如為氧化鉿、氧化鑭、氧化鋁或上述的組合。高k介電材料的介電常數(shù)(k值)高于約3.9，并且可以高于約7，并且有時(shí)像約21一樣高或更高。該高k介電層是與IL重疊的并且可接觸該IL。

如圖6中所示，擴(kuò)散勢(shì)壘層123形成在柵極介電層121之上。在一些實(shí)施例中，該擴(kuò)散勢(shì)壘層123包括TiN、TaN或上述的組合。例如，該擴(kuò)散勢(shì)壘層123可包括TiN層(該擴(kuò)散勢(shì)壘層123的下部)和位于該TiN層之上的TaN層(該擴(kuò)散勢(shì)壘層123的上部)。該TiN層可具有小于約的厚度，并且該TaN層可具有小于約厚度。

金屬層125形成在擴(kuò)散勢(shì)壘層123之上。在由此產(chǎn)生的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)器件100是nMOS器件的實(shí)施例中，該金屬層125與擴(kuò)散勢(shì)壘層123接觸。例如，在擴(kuò)散勢(shì)壘層123包括TiN層和TaN層的實(shí)施例中，該金屬層125可與該TaN層物理接觸。在由此產(chǎn)生的MOS器件100是pMOS器件的替代實(shí)施例中，另外的TiN層(未示出)形成在TaN層(位于擴(kuò)撒 勢(shì)壘層123中)與重疊的金屬層125之間并且與這兩者接觸。該另外的TiN層提供適于pMOS器件的功函數(shù)，該功函數(shù)高于中間禁帶(mid-gap)功函數(shù)(約4.5eV)，該中間禁帶功函數(shù)位于硅的價(jià)電帶和導(dǎo)電帶的中間。高于中間禁帶功函數(shù)的功函數(shù)被稱作p功函數(shù)，且具有p功函數(shù)的各金屬被稱作p金屬。

該金屬層125提供適于nMOS器件的功函數(shù)，該功函數(shù)低于中間禁帶功函數(shù)。低于中間禁帶功函數(shù)的功函數(shù)被稱作n功函數(shù)，并且具有n功函數(shù)的各金屬被稱作n金屬。在一些實(shí)施例中，金屬層125是具有低于約4.3eV的功函數(shù)的n金屬。金屬層125的功函數(shù)還可以在從約3.8eV至約4.6eV的范圍中。金屬層125根據(jù)一些實(shí)施例可包括鈦鋁(TiAl)(其可包括、不含或基本不含其它元素)。金屬層125的形成可通過(guò)物理汽相沉積(PVD)來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，金屬層50在室溫下(例如，從約20℃至約25℃)下形成。在替代實(shí)施例中，金屬層125在比室溫高的高溫(例如，高于約200℃)下形成。

塊層127形成在金屬層125之上。該塊層127在一些實(shí)施例中可包括TiN。該塊層127可使用原子層沉積(ALD)形成。在一些實(shí)施例中，該塊層127具有位于從約2nm至約7nm的范圍中的厚度。

潤(rùn)濕層128形成在塊層127之上，該潤(rùn)濕層128具有在填充金屬129的回流期間黏附(且潤(rùn)濕)隨后形成的填充金屬129的能力。在一些實(shí)施例中，該潤(rùn)濕層128是鈷層，其可使用原子層沉積(ALD)或化學(xué)汽相沉積(CVD)形成。在一些實(shí)施例中，該潤(rùn)濕層128具有位于從約1nm至約3nm的范圍中的厚度。

填充金屬129形成為填充開口O(如圖5中所示)的剩余部分。該填充金屬129可包括鋁或鋁合金，其還可以使用物理汽相沉積(PVD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)等形成。該填充金屬129可回流以完全充滿如圖5中所示的剩余開口O。潤(rùn)濕層128的形成改進(jìn)填充金屬129對(duì)下面的層的潤(rùn)濕。

圖7圖示出了平坦化步驟(例如，化學(xué)機(jī)械拋光(CMP))用于去除層129、128、127、125、123和121的多余部分，其中該多余部分位于層 間介電層(ILD)160之上。層129、128、127、125、123和121的剩余部分形成替換含金屬柵極堆疊件。層129、128、127、125、123和121的剩余部分的每個(gè)均包括底部、以及位于底部之上并且連接至底部的側(cè)壁部。

參照?qǐng)D8。根據(jù)一些實(shí)施例，氧化膜170形成在層間介電層(ILD)160和柵極堆疊件120上。該氧化膜170是連續(xù)膜。該氧化膜170可覆蓋或直接接觸ILD160和柵極堆疊件120。該氧化膜170例如由氧化硅、氧化鋁或適于黏附至ILD160和隨后形成的層的其他含氧化物材料制成。該氧化膜170可具有在從約至約的范圍中的厚度。該氧化膜170可例如使用化學(xué)汽相沉積(CVD)形成。

根據(jù)一些實(shí)施例，接觸蝕刻終止層(CESL)175形成在層間介電層(ILD)160和柵極堆疊件120之上。該CESL175可形成在氧化膜170上。該CESL175由氮化硅或其他合適的材料制成。

本公開的實(shí)施例具有諸多變型。例如，在替代實(shí)施例中，未形成氧化膜170。該柵極堆疊件120與接觸蝕刻終止層(CESL)175直接接觸。

保護(hù)層180形成在接觸蝕刻終止層(CESL)175上。根據(jù)一些實(shí)施例，該保護(hù)層180構(gòu)造成保護(hù)CESL175在隨后的預(yù)非晶化注入(PAI)工藝期間免于被損壞。該保護(hù)層180例如包括等離子體增強(qiáng)氧化(PEOX)層。

參照?qǐng)D9。保護(hù)層180、接觸蝕刻終止層(CESL)175、氧化膜170、層間介電層(ILD)160以及接觸蝕刻終止層(CESL)150可分別被圖案化以形成曝光源極/漏極區(qū)135的接觸孔C。光刻工藝和蝕刻工藝可被用于圖案化。例如，通過(guò)將光刻膠層應(yīng)用至保護(hù)層180的上表面、將該光刻膠層曝光至輻射圖案、并隨后利用光刻膠顯影劑使該圖案顯影到光刻膠蝕刻掩模中，能夠制造出光刻膠蝕刻掩模。該光刻膠蝕刻掩?？砂仓贸墒沟帽Ｗo(hù)層180、CESL175、氧化膜170、ILD160和CESL150的部分未由該光刻膠蝕刻掩模所保護(hù)以便提供接觸孔C。

保護(hù)層180、接觸蝕刻終止層(CESL)175、氧化膜170、層間介電層(ILD)160以及接觸蝕刻終止層(CESL)150的曝光部分隨后被去除以形成接觸孔C。在一些實(shí)施例中，源極/漏極區(qū)135的一些部分同樣被去除以分別在源極/漏極區(qū)135中形成凹槽R。該凹槽R分別與接觸孔C連通。

在一些實(shí)施例中，接觸孔C和凹槽R使用干法蝕刻與濕法蝕刻的組合來(lái)形成。具體地，保護(hù)層180、接觸蝕刻終止層(CESL)175、氧化膜170、層間介電層(ILD)160以及接觸蝕刻終止層(CESL)150的曝光部分可使用諸如反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)的干法蝕刻被去除以形成接觸孔C。然后，源極/漏極區(qū)135的部分可使用濕法蝕刻去除以形成凹槽R。

在形成凹槽R之后，氧化物可形成在凹槽R的側(cè)壁S和底表面B上。該氧化物是用于形成凹槽R的蝕刻的副產(chǎn)品并且具有小于約的厚度。至少在凹槽R的側(cè)壁S上的氧化物被物理性地去除或清潔。在一些實(shí)施例中，借助惰性氣體使用濺射來(lái)去除凹槽R的側(cè)壁S上的氧化物，諸如氬濺射。在一些實(shí)施例中，凹槽R的底表面B上的氧化物同樣通過(guò)濺射而被去除或清潔。

參照?qǐng)D10。根據(jù)一些實(shí)施例，介電間隔件襯墊(DSL)層190共形地形成在保護(hù)層180上、接觸孔C的側(cè)壁上以及凹槽R的側(cè)壁S和底表面B上。該DSL層190構(gòu)造成保護(hù)接觸孔C的側(cè)壁免于被隨后的預(yù)非晶化注入(PAI)工藝損壞。該DSL層190例如由碳氧化硅(SiOC)、氮氧化硅(SiON)、二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)、其他合適的材料或上述的組合制成。該DLS層190例如通過(guò)原子層沉積(ALD)或其他合適的工藝形成。

在一些實(shí)施例中，介電間隔件襯墊(DSL)層190是共形沉積層。術(shù)語(yǔ)“共形沉積層”表示具有以下厚度的層：該厚度不偏離大于或小于該層的平均厚度值的20％。

由于凹槽R的側(cè)壁S上的氧化物被物理性地去除或清潔，介電間隔件襯墊(DSL)層190能夠形成在凹槽R的側(cè)壁S上。該凹槽R的側(cè)壁S上的DSL層190構(gòu)造成防止隨后的工藝中使用的蝕刻劑穿過(guò)DSL層190、源極/漏極區(qū)135、柵極間隔件140和/或襯底110以損壞柵極堆疊件120。

參照?qǐng)D11。執(zhí)行蝕刻工藝以去除凹槽R的底表面B上的介電間隔件襯墊(DSL)層190以便曝光源極/漏極區(qū)135的部分。該蝕刻工藝?yán)绨宓入x子體蝕刻工藝。

然后，可執(zhí)行清潔工藝以從凹槽R的底表面B上的介電間隔件襯墊(DSL)層190的蝕刻工藝清潔殘余物。該清潔工藝?yán)绨ㄊ褂冒? NH₄OH、H₂O₂和H₂O的清潔溶液的氫氧化銨-雙氧水-水混合物(APM)清潔工藝。

可執(zhí)行預(yù)非晶化注入(PAI)工藝以降低摻雜溝道效應(yīng)并增強(qiáng)摻雜劑活性。在一些實(shí)施例中，使用硅、鍺或碳。在替代實(shí)施例中，使用諸如氖、氬、氪、氙和/或氡的惰性氣體。該P(yáng)AI工藝防止隨后摻雜的雜質(zhì)溝道穿過(guò)晶格結(jié)構(gòu)內(nèi)的間隙并到達(dá)比期望更大的深度。源極/漏極區(qū)135的曝光并定位在凹槽R的底表面B上的部分由于PAI工藝而轉(zhuǎn)變成非晶態(tài)。

參照?qǐng)D12。含金屬材料137形成在凹槽R上。含金屬材料137可沉積在介電間隔件襯墊(DSL)層190上和凹槽R的底表面B上。在一些實(shí)施例中，含金屬材料137是共形沉積層。在替代實(shí)施例中，含金屬材料137填充凹槽R。

含金屬材料137可使用物理汽相沉積(PVD)或化學(xué)汽相沉積(CVD)來(lái)沉積。適于形成含金屬材料137的PVD的實(shí)例包括濺射和電鍍。在一些實(shí)施例中，含金屬材料137可包括鎳或鎳鉑合金。在替代實(shí)施例中，含金屬材料137可包括鈷(Co)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鋁(Al)、鉑(Pt)、鐿(Yb)、鉬(Mo)、鉺(Er)或上述的組合。含金屬材料137可具有在從約5nm至約20nm的范圍中的厚度。在替代實(shí)施例中，含金屬材料137可具有從約6nm至約15nm的范圍中的厚度。

參照?qǐng)D13。在沉積含金屬材料137之后，該結(jié)構(gòu)經(jīng)歷退火步驟，包括但不限于快速熱退火(RTA)。在退火步驟期間，所沉積的含金屬材料137與源極/漏極135的鄰近凹槽R的部分反應(yīng)形成金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)139(諸如金屬硅化物)。在一些實(shí)施例中，在從約1s至約90s范圍的時(shí)間段內(nèi)、在從約350℃至約600℃的溫度下執(zhí)行退火步驟。

在退火步驟之后，將未轉(zhuǎn)化成金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)139的剩余的含金屬材料(此后稱作未反應(yīng)含金屬材料)去除。該未反應(yīng)含金屬材料可通過(guò)蝕刻工藝來(lái)去除，其對(duì)于金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)139是選擇性的。該蝕刻工藝科包括濕法蝕刻、干法蝕刻或上述的組合。在一些實(shí)施例中，該未反應(yīng)含金屬材料通過(guò)濕法蝕刻去除。選擇諸如熱磷酸的蝕刻劑來(lái)去除該未反應(yīng)含金屬材料。

由于介電間隔件襯墊(DSL)層190形成在凹槽R的側(cè)壁S上，并且該DSL層190是由能夠防止未反應(yīng)含金屬材料的濕法蝕刻中使用的蝕刻劑穿過(guò)的材料制成。因此，該蝕刻劑被阻止穿過(guò)DSL層190、源極/漏極區(qū)135、柵極間隔件140和/或襯底110而損壞該柵極堆疊件120。

參照?qǐng)D14。勢(shì)壘層197形成在介電間隔件襯墊(DSL)層190和金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)139上。勢(shì)壘層197由能夠?qū)⒔佑|孔C中的導(dǎo)體黏附至DSL層190并且阻止該導(dǎo)體擴(kuò)散到DSL層190中的材料制成。在一些實(shí)施例中，當(dāng)接觸孔C中的導(dǎo)體由鎢(W)制成時(shí)，該勢(shì)壘層197例如由氮化鈦(TiN)、鈦(Ti)/TiN、Ti或其他過(guò)渡金屬基材料或上述的組合制成。勢(shì)壘層197例如通過(guò)物理汽相沉積(PVD)、電離物理汽相沉積(IPVD)、原子層沉積(ALD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)或上述的組合形成。

導(dǎo)體199過(guò)填充該接觸開口C。導(dǎo)體199由諸如鎢(W)或其他合適的導(dǎo)電材料的金屬制成。該導(dǎo)體199例如通過(guò)電化學(xué)沉積、物理汽相化學(xué)沉積(PVD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)或上述的組合形成。

圖15圖示出了平坦化步驟，其例如使用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)來(lái)執(zhí)行。執(zhí)行該CMP以去除接觸孔C外側(cè)和保護(hù)層180的頂表面之上的導(dǎo)體199、勢(shì)壘層197和DSL層195。在CMP之后，剩余在接觸孔C中的導(dǎo)體199和勢(shì)壘層197形成接觸塞，其電連接至金屬半導(dǎo)體合金觸點(diǎn)139和源極/漏極區(qū)135。

對(duì)于上面示出的實(shí)施例應(yīng)當(dāng)理解，可執(zhí)行另外的工藝以完成半導(dǎo)體器件的制造。例如，這些另外的工藝可包括互連結(jié)構(gòu)(例如，提供與半導(dǎo)體器件的電氣互連的線和通孔、金屬層以及層間介電層)的形成、鈍化層的形成、以及半導(dǎo)體器件的封裝。

上述半導(dǎo)體器件的實(shí)施例在介電間隔件襯墊(DSL)層190形成之前去除凹槽R的側(cè)壁S上的氧化物。因此，該DSL層190能夠形成在凹槽R的側(cè)壁S上。該DSL層190可以由能夠防止在后續(xù)的未反應(yīng)含金屬材料的濕法蝕刻中使用的蝕刻劑穿過(guò)的材料制成。因此，在未反應(yīng)含金屬材料的濕法蝕刻期間，蝕刻劑被阻擋穿過(guò)DSL層190、源極/漏極區(qū)135、柵極間隔件140和/或襯底110而損壞柵極堆疊件120。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體襯底、至少一個(gè)介電層、介電間隔件襯墊(DSL)層和至少一個(gè)導(dǎo)體。該介電層存在于半導(dǎo)體襯底上。該介電層具有至少一個(gè)接觸孔，其曝光半導(dǎo)體襯底的至少一部分。該半導(dǎo)體襯底具有與接觸孔連通的至少一個(gè)凹槽。該凹槽具有底表面和至少一個(gè)側(cè)壁。該DSL層存在于凹槽的至少該側(cè)壁上。該導(dǎo)體至少部分地存在于接觸孔中并且電連接至半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)本公開的替代實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法包括在半導(dǎo)體襯底上形成至少一個(gè)介電層。至少一個(gè)接觸孔形成在介電層中以曝光半導(dǎo)體襯底的至少一部分。至少一個(gè)凹槽形成在半導(dǎo)體襯底中，其中該凹槽與接觸孔連通，并且該凹槽具有底表面和至少一個(gè)側(cè)壁。至少一個(gè)介電間隔件襯墊(DSL)層形成在凹槽的至少該側(cè)壁上。至少一個(gè)導(dǎo)體至少部分地形成在接觸孔中，其中該導(dǎo)體電連接至半導(dǎo)體襯底。

根據(jù)本公開的又一替代實(shí)施例，一種用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法包括在半導(dǎo)體襯底中形成至少一個(gè)源極/漏極區(qū)。至少一個(gè)介電層形成在至少該源極/漏極區(qū)中。至少一個(gè)接觸孔形成在該介電層中以曝光源極/漏極區(qū)的至少一部分，其中形成該接觸孔進(jìn)一步包括在源極/漏極區(qū)中形成至少一個(gè)凹槽，并且該凹槽具有底表面和至少一個(gè)側(cè)壁。該凹槽的至少該側(cè)壁被物理性地清潔。至少一個(gè)介電間隔件襯墊(DSL)層形成在介電層、接觸孔和凹槽上。位于凹槽的底表面上的DSL層被去除。至少一個(gè)導(dǎo)體形成在該接觸孔中，其中該導(dǎo)體電連接至源極/漏極區(qū)。

上面論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與這里所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)同優(yōu)點(diǎn)的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。