技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置，具體地講，涉及利用金屬硅化物的裝置以及制造該裝置的方法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體裝置的集成密度達(dá)到20nm或更小的級別，金屬硅化物與硅之間的界面電阻會減小。這是由于金屬硅化物與硅之間的界面電阻可以作為半導(dǎo)體裝置的寄生電阻的主要分量(dominant component)。

例如，可通過增加源極/漏極的摻雜濃度或者減小肖特基勢壘高度來減小界面電阻。此外，可通過增大金屬硅化物與硅之間的界面面積來減小界面電阻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以提供使用預(yù)非晶化注入形成具有金屬硅化物的半導(dǎo)體裝置的方法以及如此形成的裝置。根據(jù)這些實(shí)施例，可以通過形成暴露抬升源極/漏極區(qū)域的表面的開口來提供形成半導(dǎo)體裝置的方法。可以減小開口的尺寸，并可以通過開口對抬升源極/漏極區(qū)域執(zhí)行預(yù)非晶化注入(PAI)，以形成抬升源極/漏極區(qū)域的非晶化部分。可以由金屬和非晶化部分形成金屬硅化物。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，執(zhí)行PAI可以包括：將非晶化部分形成為包括遠(yuǎn)離所述表面的PAI下輪廓，PAI下輪廓具有彎曲的剖面。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，彎曲的剖面的中心部分是彎曲的。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過將金屬硅化物形成為包括遠(yuǎn)離所述表面的硅化物下輪廓來提供形成金屬硅化物的步驟，硅化物下輪廓具有彎曲的剖面。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，彎曲的剖面的中心部分是彎曲的。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過在等于或高于與抬升源極/漏極區(qū)域直接相鄰的柵極結(jié)構(gòu)中包括的柵極氧化物層的水平形成硅化物下輪廓來提供形成金屬硅化物的步驟。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述水平在柵極氧化物層上方大約15nm或更低。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過在與至少一個直接相鄰的柵極結(jié)構(gòu)相關(guān)的溝道區(qū)域的水平上方抬升的水平形成硅化物下輪廓來提供形成金屬硅化物的步驟。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，硅化物下輪廓在抬升源極/漏極區(qū)域中的深度大于抬升源極/漏極區(qū)域的總厚度的一半。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過減小開口的在開口的底部處的尺寸來提供減小開口的尺寸的步驟。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過改變開口的底部處的形狀以提供在開口的底部處向抬升源極/漏極區(qū)域的表面彎曲的彎曲側(cè)壁，來提供減小開口的尺寸的步驟。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過蝕刻抬升源極/漏極區(qū)域的表面以使所述表面的水平凹進(jìn)，來提供減小開口的尺寸的步驟。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過RF蝕刻開口的側(cè)壁和抬升源極/漏極區(qū)域來提供減小開口的尺寸的步驟。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過將非晶化部分形成為包括遠(yuǎn)離所述表面的PAI下輪廓來提供執(zhí)行PAI的步驟，PAI下輪廓具有彎曲的剖面。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，金屬硅化物可以包括上凹進(jìn)，上凹進(jìn)具有底部和側(cè)壁，其中，上凹進(jìn)的底部與硅化物下輪廓的底部分開的距離大于上凹進(jìn)的側(cè)壁與硅化物下輪廓的側(cè)壁分開的距離。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，金屬硅化物還包括與硅化物下輪廓相對的凸?fàn)铐敳俊Ｔ诟鶕?jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過將Xe注入抬升源極/漏極區(qū)域中以形成包括PAI下輪廓的非晶化部分來提供執(zhí)行PAI的步驟，非晶化部分具有至少大約100埃的總厚度。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過將Si注入抬升源極/漏極區(qū)域中以形成包括PAI下輪廓的非晶化部分來提供執(zhí)行PAI的步驟，非晶化部分具有至少大約100埃的總厚度。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過形成暴露抬升源極/漏極區(qū)域的表面的開口來提供形成半導(dǎo)體裝置的方法。可以通過開口對抬升源極/漏極區(qū)域執(zhí)行預(yù)非晶化注入(PAI)，以形成抬升源極/漏極區(qū)域的非晶化部分，并可以由金屬和非晶化部分形成金屬硅化物。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置可以包括基底，基底包括PMOS區(qū)域和NMOS區(qū)域。第一接觸孔可以在絕緣層中暴露位于PMOS區(qū)域中的第一抬升源極/漏極區(qū)域。第一金屬接觸可以在第一接觸孔中位于第一抬升源極/漏極區(qū)域上。第一金屬硅化物可以在第一抬升源極/漏極區(qū)域中接觸第一金屬接觸，第一金屬硅化物包括遠(yuǎn)離第一抬升源極/漏極區(qū)域的表面的第一硅化物下輪廓，第一硅化物下輪廓具有彎曲的剖面，第一金屬硅化物包括與第一硅化物下輪廓相對的平坦頂部。第二接觸孔可以在絕緣層中暴露位于NMOS區(qū)域中的第二抬升源極/漏極區(qū)域，第二金屬接觸可以在第二接觸孔中位于第二抬升源極/漏極區(qū)域上。第二金屬硅化物可以在第二抬升源極/漏極區(qū)域中接觸第二金屬接觸，第二金屬硅化物包括遠(yuǎn)離第二抬升源極/漏極區(qū)域的表面的第二硅化物下輪廓，第二硅化物下輪廓具有彎曲的剖面，第二金屬硅化物包括與第二硅化物下輪廓相對的凸起頂部。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以通過形成暴露抬升源極/漏極區(qū)域的表面的開口來提供形成半導(dǎo)體裝置的方法?？梢蕴幚硖礃O/漏極區(qū)域來在抬升源極/漏極區(qū)域內(nèi)提供各向異性的金屬擴(kuò)散率，并可以由金屬和非晶化部分形成金屬硅化物，從而根據(jù)各向異性的金屬擴(kuò)散率，使金屬硅化物包括遠(yuǎn)離所述表面的硅化物下輪廓，硅化物下輪廓具有彎曲的剖面。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置可以包括：第一層間絕緣膜，包括孔，位于基底上；柵極，形成在孔中；抬升源極/漏極區(qū)域，形成在柵極的兩側(cè)上；開口，位于第一層間絕緣膜中并暴露抬升源極/漏極區(qū)域的表面；金屬硅化物，形成在開口中；其中，金屬硅化物包括遠(yuǎn)離抬升源極/漏極區(qū)域的表面的硅化物下輪廓，硅化物下輪廓具有彎曲的剖面，其中，金屬硅化物包括具有底部和側(cè)壁的上凹進(jìn)，其中，上凹進(jìn)的底部與硅化物下輪廓的底部分開的距離大于上凹進(jìn)的側(cè)壁與硅化物下輪廓的側(cè)壁分開的距離，其中，上凹進(jìn)的側(cè)壁與開口的側(cè)壁共面，其中，半導(dǎo)體裝置的集成密度是20nm或更小。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖2A是圖1中示出的金屬硅化物的透視圖。

圖2B是圖2A中示出的金屬硅化物的剖視圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖4A是圖3中示出的金屬硅化物的透視圖。

圖4B是圖4A中示出的金屬硅化物的剖視圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖6A是圖5中示出的金屬硅化物的透視圖。

圖6B是圖6A中示出的金屬硅化物的剖視圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖9和圖10分別是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的電路圖和布局圖。

圖11至圖16B是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的剖視圖。

圖17是示出對于不同注入物的A-Si厚度相對于金屬硅化物厚度的圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將在下文中參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)該被解釋為局限于這里闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的和完全的，并且這些實(shí)施例將把本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在整個說明書中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的組件。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。

還將理解的是，當(dāng)層被稱作“在”另一層或基底“上”時，該層可以直接在所述另一層或基底上，或者也可以存在中間層。相反，當(dāng)元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。

為了便于描述，在這里可以使用諸如“在…之下”、“在…下面”、“下面的”、“在…上方”、“上面的”等空間相對術(shù)語，來描述如在附圖中所示的一個元件或特征與其他元件或特征的關(guān)系。將理解的是，空間相對術(shù)語意在包含除了在附圖中描述的方位之外的裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則描述為“在”其他元件或特征“下面”或“之下”的元件隨后將被定位為“在”其他元件或特征“上方”。因此，示例性術(shù)語“在…下面”可以包括在…上方和在…下面兩種方位。所述裝置可以被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并對在這里使用的空間相對描述語做出相應(yīng)的解釋。

除非這里另外指出或與上下文明顯矛盾，否則在描述本發(fā)明的上下文中(特別在權(quán)利要求書的上下文中)使用的術(shù)語“一”、“一種”、“一個”、“所述”、“該”及相似指示物將被解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)二者。除非另外表明，否則術(shù)語“包含”、“具有”、“包括”和“含有”將被解釋為開放式術(shù)語(即，表示“包括，但不限于此”)。

除非另有定義，否則這里使用的所有技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。注意的是，除非另外明確說明，否則對這里提供的任何和所有示例或示例性術(shù)語的使用僅意圖更好地說明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明的范圍。此外，除非另外定義，否則將不能過分地解釋通用字典中定義的所有術(shù)語。

將參照透視圖、剖視圖和/或平面圖來描述本發(fā)明，在透視圖、剖視圖和/或平面圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。因此，可以根據(jù)制造技術(shù)和/或公差修改示例性視圖的輪廓。即，本發(fā)明的實(shí)施例不意圖限制本發(fā)明的范圍，而是覆蓋因制造工藝的改變會導(dǎo)致的所有改變和修改。因此，附圖中示出的區(qū)域以示意性的形式示出，并且僅通過舉例說明的方式呈現(xiàn)區(qū)域的形狀，而不是作為限制。

此外，這里使用術(shù)語“錐形”(cone)或“倒錐形”(reverse cone)來描述關(guān)于例如非晶化(amorphized)區(qū)域和從非晶化區(qū)域形成的金屬硅化物區(qū)域的大體形狀。然而，將理解的是，術(shù)語“錐形”不限于錐形的明確的數(shù)學(xué)或幾何定義，而是以一般(大體)含義使用來描述預(yù)非晶化注入?yún)^(qū)域和金屬硅化物區(qū)域的整體形狀，因此形成的實(shí)際結(jié)構(gòu)和區(qū)域可能未必與錐形的精確的數(shù)學(xué)或幾何定義一致。此外，將理解的是，這樣的被描述為“錐形”成形的區(qū)域，諸如抬升源極/漏極區(qū)域的非晶化部分或從其形成的金屬硅化物，可以具有與其中形成有所述區(qū)域的區(qū)域的表面遠(yuǎn)離的下輪廓，使得下輪廓具有彎曲的剖面。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置1的剖視圖。圖2A和圖2B是圖1中示出的金屬硅化物151的透視圖和剖視圖。參照圖1，半導(dǎo)體裝置1可以包括基底100、柵極116、抬升源極/漏極117、第一層間絕緣膜121、第二層間絕緣膜122、金屬硅化物151和金屬接觸160。

基底100可以是用于顯示器的硅基底、砷化鎵基底、硅鍺基底、陶瓷基底、石英基底或玻璃基底，或者可以是絕緣體上半導(dǎo)體(semiconductor on insulator，SOI)基底。在下面的描述中，使用硅基底作為示例。

柵極116形成在基底100上。柵極116可以包括在n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管或p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管中。柵極116可以具有后柵極結(jié)構(gòu)(gate last structure)或取代柵極結(jié)構(gòu)(replacement gate structure)。具體地講，第一層間絕緣膜121包括孔126，柵極116設(shè)置在孔126中。

柵極116可以包括例如第一金屬層115和第二金屬層110的堆疊。第一金屬層115可以沿孔126的側(cè)壁和底表面共形地形成，第二金屬層110可以形成在第一金屬層115上以填充孔126。第一金屬層115可以包含例如TiN，第二金屬層110可以包含例如Al。此外，如果柵極116具有后柵極結(jié)構(gòu)，則第一層間絕緣膜121可以低于柵極116。

抬升源極/漏極117可以形成在柵極116之間。抬升源極/漏極117可以包括形成在基底100中的摻雜區(qū)域101和接觸摻雜區(qū)域101的外延層141。外延層141可以是使用基底100作為基體通過外延方法生長的層。

金屬硅化物151可以形成在抬升源極/漏極117上。即，抬升源極/漏極117的部分(具體地講，外延層141)可以包括金屬硅化物151。金屬硅化物151中使用的金屬可以包括Ni、Co、Pt、Ti、W、Hf、Yb、Tb、Dy、Er、Pd和它們的合金中的至少一種。接觸孔161穿過第一層間絕緣膜121和第二層間絕緣膜122并暴露金屬硅化物151的至少一部分。阻擋層165可以沿接觸孔161的側(cè)表面和底表面共形地形成，金屬接觸160可以形成在阻擋層165上以填充接觸孔161。

參照圖1和圖2，抬升源極/漏極117可以包括突出部分141a，突出部分141a相對于基底100的表面進(jìn)一步突出并覆蓋金屬硅化物151的兩側(cè)。如附圖中所示，隨著距基底100的表面的距離增加，突出部分141a可以變得更窄。此外，突出部分141a可以覆蓋金屬硅化物151的豎直長度(即，高度)的一半以上。在圖1中，突出部分141a覆蓋金屬硅化物151的整個側(cè)表面158。然而，本發(fā)明不限于此。

金屬硅化物151可以不形成在抬升源極/漏極117的表面141b的至少一部分中。即，參照圖1，抬升源極/漏極117在金屬硅化物151與柵極116之間的區(qū)域中可以具有未硅化物化的表面。

如圖2A中所示，金屬硅化物151可以包括尖端區(qū)域159、側(cè)表面158和上表面156(例如，平坦的上表面156)。金屬硅化物151可以具有倒錐形形狀，如附圖中所示。因此，尖端區(qū)域159可以朝下(朝向基底100)，上表面156可以朝上(背離基底100)。此外，由于金屬硅化物151從底部到頂部變得更寬，所以側(cè)表面158可以以預(yù)定角度θ傾斜。預(yù)定角度θ可以是但不限于大約30度至大約70度。更具體地講，預(yù)定角度θ可以是但不限于大約40度至大約60度。此外，金屬硅化物151的尖端區(qū)域159的位置可以比基底100的表面更高。在一些實(shí)施例中，尖端區(qū)域159比柵極氧化物120更高。在一些實(shí)施例中，尖端區(qū)域159在柵極氧化物120上方大約15nm或更低的位置。

如圖2A和圖2B中進(jìn)一步所示，金屬硅化物151的剖面可以限定遠(yuǎn)離上表面156的下輪廓152。此外，如圖2B中所示，圖2A中的金屬硅化物151的顯著之處在于金屬硅化物151的下輪廓152具有彎曲的剖面，并且圖2A中的金屬硅化物151進(jìn)一步示出了彎曲剖面的中心部分159可以彎曲。

如圖1中進(jìn)一步所示，金屬硅化物的下輪廓在抬升源極/漏極117中所處水平為：在與直接相鄰的柵極116相關(guān)的溝道區(qū)域的水平上方抬升。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，金屬硅化物的下輪廓152所處水平為：在直接相鄰的柵極116中可包括的柵極氧化物層120的水平上方抬升。在根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例中，金屬硅化物的下輪廓152在抬升源極/漏極區(qū)域117中的深度大于抬升源極/漏極區(qū)域117的總厚度的一半。在根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例中，金屬硅化物的下輪廓152比直接相鄰的柵極116中包括的柵極氧化物層高大約15nm或者更少。

可以使用參照圖11至圖16描述的工藝來形成金屬硅化物151和抬升源極/漏極117。將理解的是，可以將抬升源極/漏極117的至少一部分非晶化(amorphized)，非晶化的抬升源極/漏極117可以轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘俟杌?51。通過這些工藝，金屬硅化物151可以呈現(xiàn)倒錐形的大體形狀(以提供具有彎曲剖面的下輪廓)，金屬硅化物151的側(cè)表面158可以以預(yù)定角度θ傾斜。

可以通過預(yù)非晶化注入(PAI)提供非晶化工藝。具體地講，非晶化工藝可以是注入Si、Ge、Xe和C中的至少一種的工藝，如圖17中所示。因此，金屬硅化物151可以包含Si、Ge、Xe和C中的至少一種。例如，半導(dǎo)體裝置1可以是NMOS晶體管，外延層141可以是Si，Xe可以用在非晶化工藝中。在這種情況下，金屬硅化物151可以包含Si和Xe。在另一示例中，半導(dǎo)體裝置1可以是PMOS晶體管，外延層141可以是SiGe，C可以用在非晶化工藝中。在這種情況下，金屬硅化物151可以包含Si、Ge和C。

在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置1可以減小抬升源極/漏極117與金屬硅化物151之間的界面電阻。這是由于金屬硅化物151的倒錐形形狀可以提供金屬硅化物151與抬升源極/漏極117之間的寬的接觸面積。例如，如果將倒錐形形狀的金屬硅化物151與傳統(tǒng)的平坦(條形形狀)的金屬硅化物相比，則可以看到，由于金屬硅化物151的下輪廓具有彎曲的剖面，所以倒錐形形狀的金屬硅化物151與抬升源極/漏極117之間的接觸面積比平坦的金屬硅化物與抬升源極/漏極之間的接觸面積寬。此外，金屬硅化物151的倒錐形形狀可以促進(jìn)電流的流動。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。圖4A是圖3中示出的金屬硅化物151的透視圖，圖4B是圖4A中示出的金屬硅化物151的剖視圖。參照圖3以及圖4A和圖4B，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，金屬硅化物151可以具有倒錐形形狀，其包括從倒錐形形狀的上表面156向尖端區(qū)域159凹進(jìn)的上凹進(jìn)151a。如在剖視圖中所看到的，金屬硅化物151的下輪廓的形狀可以是彎曲的。

從上凹進(jìn)151a的底部到尖端區(qū)域159的豎直長度L1可以大于從上凹進(jìn)151a的側(cè)壁到側(cè)表面158的水平長度L2。這里，豎直長度L1和水平長度L2中的每個是距上凹進(jìn)151a的邊界的長度。由于金屬硅化物151沿豎直方向延伸，所以從上凹進(jìn)151a的底部到尖端區(qū)域159的豎直長度L1可以比水平長度L2長。如圖4B中所示，金屬硅化物151的中心部分159可以具有彎曲的輪廓。

半導(dǎo)體裝置2可以是PMOS晶體管。抬升源極/漏極102可以包含SiGe。SiGe層142可形成在基底100中形成的溝槽中。SiGe層142可以是西格瑪(Σ)形狀。SiGe層142可以將壓應(yīng)力施加到PMOS晶體管，從而提高PMOS晶體管的載流子(空穴)的遷移率?？梢酝ㄟ^外延方法形成SiGe層142，以提供包含SiGe的外延層142。

當(dāng)Xe和C中的至少一種被用在非晶化工藝中時，金屬硅化物151不僅可以包含Si和Ge，還可以包含Xe和C中的至少一種。阻擋層165形成在金屬硅化物151上，金屬接觸160形成在阻擋層165上。金屬硅化物151可以圍繞阻擋層165的一部分。由于金屬硅化物151包括上凹進(jìn)151a，所以阻擋層165可以形成在上凹進(jìn)151a中。

如圖4A和圖4B中所示，金屬硅化物151可以具有倒錐形形狀，其包括從倒錐形形狀的上表面156向尖端區(qū)域159凹進(jìn)的上凹進(jìn)151a。如在剖視圖中所看到的，金屬硅化物151的下輪廓的形狀可以是彎曲的。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置3的剖視圖。圖6A和圖6B分別是圖5中示出的金屬硅化物151的透視圖和剖視圖。

參照圖5以及圖6A和圖6B，金屬硅化物151可以具有倒錐形形狀。具體地講，金屬硅化物151可以包括凸?fàn)铐敳?51b，該凸?fàn)铐敳?51b從倒錐形形狀的水平平面156向上突出。如附圖中所示，凸?fàn)铐敳?51b可以比水平平面156處的寬度窄。凸?fàn)铐敳?51b可以從底部到頂部變得更窄。

抬升源極/漏極103可以包含SiC層143，SiC層143形成在基底100中的溝槽中。SiC層143可以將張應(yīng)力施加到NMOS晶體管，從而提高NMOS晶體管的載流子(電子)的遷移率?？梢酝ㄟ^外延方法來形成SiC層143。當(dāng)Ge和Xe中的至少一種被用在非晶化工藝中時，金屬硅化物151不僅可以包含Si和C，還可以包含Ge和Xe中的至少一種。

如圖6A和圖6B中所示，金屬硅化物151可以具有倒錐形形狀，其包括從倒錐形形狀的水平平面156向上突出的凸?fàn)铐敳?51b。如在剖視圖中所看到的，金屬硅化物151的下輪廓的形狀可以是彎曲的。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置4的剖視圖。在圖7中，示出了NMOS晶體管和PMOS晶體管一起形成的情況。參照圖7，在基底100中定義了第一區(qū)域I和第二區(qū)域II。

PMOS晶體管可以形成在第一區(qū)域I中。PMOS晶體管可以包括第一柵極111、形成在第一柵極111的兩側(cè)上的第一抬升源極/漏極102以及形成在第一抬升源極/漏極102上并具有倒錐形形狀的第一金屬硅化物151。

NMOS晶體管可以形成在第二區(qū)域II中。NMOS晶體管包括第二柵極211、形成在第二柵極211的兩側(cè)上的第二抬升源極/漏極201以及形成在第二抬升源極/漏極201上并具有倒錐形形狀的第二金屬硅化物251。第一金屬硅化物151和第二金屬硅化物251可以包含相同的材料。這里，所述相同的材料可以包括Ge、Xe和C中的至少一種。

例如，第一抬升源極/漏極102可以包含SiGe，第二抬升源極/漏極201可以包含Si。在這種情況下，如果Ge用在非晶化工藝中，則Ge不僅可以在第一金屬硅化物151中檢測到，還可以在第二金屬硅化物251中檢測到?？蛇x擇地，如果Xe用在非晶化工藝中，則第一金屬硅化物151和第二金屬硅化物251可以包含Xe。

第一金屬硅化物151可包括平坦的頂部。如上所述，第一金屬硅化物151還可以包括在倒錐形形狀的上表面中的向尖端區(qū)域凹進(jìn)的上凹進(jìn)。此外，第二金屬硅化物251還可以包括從倒錐形形狀的水平平面向上突出的凸?fàn)铐敳?，該凸?fàn)铐敳靠梢员鹊瑰F形形狀的水平平面窄。凸?fàn)铐敳靠梢詮牡撞肯蝽敳孔冋?/p>

第一金屬硅化物151的側(cè)表面可以處于角θ1，角θ1比第二金屬硅化物251的側(cè)表面的角θ2大。即，PMOS晶體管的第一金屬硅化物151的側(cè)表面可以比NMOS晶體管的第二金屬硅化物251的側(cè)表面陡峭。

如上所述，第一抬升源極/漏極102可以包括突出部分，該突出部分相對于基底100的表面進(jìn)一步突出并覆蓋第一金屬硅化物151的兩側(cè)。隨著距基底100的表面的距離增加，突出部分可以變得更窄。第一金屬硅化物151可以不形成在第一抬升源極/漏極102的表面的至少一部分中。第一金屬硅化物151的倒錐形形狀的尖端區(qū)域比第一柵極111的溝道區(qū)域高。

第二金屬硅化物251的倒錐形形狀的尖端區(qū)域也可以比第二柵極211的溝道區(qū)域高，但不限于此。根據(jù)制造工藝，第二金屬硅化物251的尖端區(qū)域可以與所述溝道區(qū)域處于大約相同的水平或者可以比所述溝道區(qū)域低。

基底100上還設(shè)置有包括第一孔126和第二孔226的第一層間絕緣膜121。第一柵極111形成在第一孔126中，第二柵極211形成在第二孔226中。此外，第一柵極111包括第一金屬層115和第二金屬層110，第一金屬層115沿第一孔126的側(cè)壁和底表面共形地形成，第二金屬層110在第一孔126中形成在第一金屬層115上以填充第一孔126。第二柵極211包括第三金屬層215和第四金屬層210，第三金屬層215沿第二孔226的側(cè)壁和底表面共形地形成，第四金屬層210在第二孔226中形成在第三金屬層215上以填充第二孔226。如附圖中所示，第一層間絕緣膜121可以比第一柵極111和第二柵極211低。圖5以及圖6A和圖6B中示出的NMOS晶體管可以形成在第二區(qū)域II中。即，可以形成具有包括SiC外延層143的抬升源極/漏極103的NMOS晶體管。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置5的剖視圖。參照圖8，基底100包括第一區(qū)域I、第二區(qū)域II和第三區(qū)域III。第一區(qū)域I和第二區(qū)域II可以分別是存儲區(qū)域(例如，單元區(qū)域(cell region))和邏輯區(qū)域(例如，LSI(大規(guī)模集成)區(qū)域)，第三區(qū)域III可以是外圍區(qū)域。例如，外圍區(qū)域可以包括輸入/輸出(I/O)區(qū)域。與第一區(qū)域I和第二區(qū)域II相比，第三區(qū)域III可以具有更低的密度以及元件之間更寬的間隙。

PMOS晶體管和NMOS晶體管分別形成在第一區(qū)域I和第二區(qū)域II中。圖5以及圖6A和圖6B中示出的NMOS晶體管可以形成在第二區(qū)域II中。即，可以形成具有包括SiC外延層143的抬升源極/漏極103的NMOS晶體管。

外延層341可以形成在第三區(qū)域III的基底100上，具有倒錐形形狀的第三金屬硅化物351可以形成在外延層341上。第三金屬硅化物351可以設(shè)置在相鄰的第三柵極311之間。第三抬升源極/漏極301可以比第一抬升源極/漏極102和第二抬升源極/漏極201相對寬。此外，第三金屬硅化物351可以比第一金屬硅化物151和第二金屬硅化物251相對寬。此外，第三金屬硅化物351可以包括平坦的頂部。

圖9和圖10分別是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置6的電路圖和布局圖。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置1至5可應(yīng)用到使用金屬硅化物的所有裝置。然而，作為示例，在圖9和圖10中示出了靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)。

參照圖9，半導(dǎo)體裝置6可以包括在電源節(jié)點(diǎn)Vcc與接地節(jié)點(diǎn)Vss之間并聯(lián)連接的一對反相器(inverter)INV1和INV2以及分別連接到反相器INV1和INV2的輸出節(jié)點(diǎn)的第一傳輸晶體管(transmission transistor)T1和第二傳輸晶體管T2。第一傳輸晶體管T1和第二傳輸晶體管T2可以分別連接到位線BL和互補(bǔ)位線/BL。第一傳輸晶體管T1和第二傳輸晶體管T2的柵極可以分別連接到字線WL1和WL2。

第一反相器INV1包括串聯(lián)連接的第一負(fù)載晶體管(load transistor)T5和第一驅(qū)動晶體管T3，第二反相器INV2包括串聯(lián)連接的第二負(fù)載晶體管T6和第二驅(qū)動晶體管T4。第一負(fù)載晶體管T5和第二負(fù)載晶體管T6可以是PMOS晶體管，第一驅(qū)動晶體管T3和第二驅(qū)動晶體管T4可以是NMOS晶體管。

此外，第一反相器INV1的輸入節(jié)點(diǎn)連接到第二反相器INV2的輸出節(jié)點(diǎn)(見節(jié)點(diǎn)NC2)，第二反相器INV2的輸入節(jié)點(diǎn)連接到第一反相器INV1的輸出節(jié)點(diǎn)(見節(jié)點(diǎn)NC1)，從而第一反相器INV1和第二反相器INV2可以形成一個閂鎖電路。

參照圖9和圖10，附圖標(biāo)記410和412表示PMOS晶體管的有源區(qū)域，附圖標(biāo)記414和416表示NMOS晶體管的有源區(qū)域。附圖標(biāo)記420和422表示第一驅(qū)動晶體管T3和第二驅(qū)動晶體管T4的柵電極，附圖標(biāo)記430表示第一傳輸晶體管T1和第二傳輸晶體管T2的柵電極。附圖標(biāo)記440表示電源線(Vcc線)，附圖標(biāo)記450表示接地線(Vss線)，附圖標(biāo)記460表示位線BL和互補(bǔ)位線/BL。這里，附圖標(biāo)記490表示金屬接觸?？梢允褂蒙厦鎱⒄請D1至圖8描述的根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置1至5的金屬硅化物和金屬接觸。

圖11至圖16B是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中的半導(dǎo)體裝置2的制造方法的剖視圖。圖13B、圖14B和圖15B是圖13A、圖14A、圖15A的放大剖視圖。參照圖11，一對晶體管位于基底100上。晶體管分別包括柵極111a/111b以及位于一對柵極111a/111b之間的抬升源極/漏極102。第一層間絕緣膜121覆蓋抬升源極/漏極102。形成第二層間絕緣膜122以覆蓋抬升源極/漏極102和第一層間絕緣膜121。

參照圖12，通過蝕刻第一層間絕緣膜121和第二層間絕緣膜122來形成接觸孔(或開口)161a，以暴露抬升源極/漏極102的表面。在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在第二層間絕緣膜122上形成掩模圖案，然后干蝕刻，從而形成接觸孔161a。

參照圖13A和圖13B，執(zhí)行射頻(RF)蝕刻工藝198以減小接觸孔161b的尺寸。RF蝕刻工藝198可以使用例如Ar+。RF蝕刻工藝198可以除去形成在抬升源極/漏極102上的天然氧化物膜。此外，RF蝕刻工藝198可以減小接觸孔161b的底表面的臨界尺寸(CD)。這是由于RF蝕刻工藝198可以使由抬升源極/漏極102、第一層間絕緣膜121和第二層間絕緣膜122產(chǎn)生的蝕刻副產(chǎn)物再次沉積在第一層間絕緣膜121和第二層間絕緣膜122的側(cè)壁上。因此，接觸孔161b中的RF蝕刻可以改變接觸孔161b的底部處的形狀，從而提供在接觸孔161b的底部處向暴露的抬升源極/漏極區(qū)域102的表面彎曲的彎曲側(cè)壁，以促成例如圖13B中示出的形狀。在一個實(shí)施例中，還可以蝕刻抬升源極/漏極102的表面，以使所述表面的水平凹進(jìn)。

參照圖14A和圖14B，通過非晶化工藝199對抬升源極/漏極102的至少一部分195非晶化。具體地講，可以通過預(yù)非晶化注入PAI提供抬升源極/漏極102的至少一部分195的非晶化工藝199。非晶化工藝199可以包括注入Si、Ge、Xe和C中的至少一種的工藝。如例如圖14B中所示，預(yù)非晶化注入可以促成非晶化部分195形成為具有彎曲的下輪廓。此外，非晶化部分195可以具有至少大約100埃的總厚度。將理解的是，預(yù)非晶化注入的下輪廓遠(yuǎn)離直接相鄰的抬升源極/漏極區(qū)域的表面。

圖17是示出在抬升源極/漏極區(qū)域中形成的非晶硅層的示例性厚度相對于形成在其中的金屬硅化物區(qū)域的厚度的圖。根據(jù)圖17，與使用諸如C的其他雜質(zhì)相比，使用Si或Xe可以促成更厚的金屬硅化物的形成。

參照圖15A和圖15B，可以執(zhí)行清潔工藝。具體地講，可以原位地執(zhí)行清潔工藝。清潔工藝可以除去形成在抬升源極/漏極102上的天然氧化物膜并調(diào)整接觸孔161的形狀?？梢允÷郧鍧嵐に嚒?/p>

參照圖16A和圖16B，用金屬對非晶化抬升源極/漏極102進(jìn)行硅化物化以形成金屬硅化物151。非晶化部分誘使金屬硅化物151在硅化物化工藝過程中更多地沿豎直方向生長(參見圖16A和圖16B)。即，非晶化部分可以促成金屬硅化物151形成為遵循與非晶化部分相同的大體倒錐形形狀，使得倒錐形形狀的下輪廓可以具有彎曲的剖面。金屬硅化物151從底部到頂部變得更寬。即，非晶化抬升源極/漏極102的部分195誘使金屬硅化物151與沿水平方向相比更多地沿豎直方向生成。

可以在非晶化抬升源極/漏極102上形成金屬層。例如，金屬層可以包含Ni、Co、Pt、Ti、W、Hf、Yb、Tb、Dy、Er、Pd和它們的合金中的至少一種。通過第一熱處理使金屬層和非晶化抬升源極/漏極102反應(yīng)。例如，可以在大約200℃至大約540℃的溫度下執(zhí)行第一熱處理。此外，第一熱處理可以使用快速熱退火(RTA)。除去金屬層的未反應(yīng)部分。然后，在比用于第一熱處理的溫度高的溫度下執(zhí)行第二熱處理。例如，可以在大約540℃至大約800℃的溫度下執(zhí)行第二熱處理。第二熱處理也可以使用RTA。

如圖16A和圖16B中所示，非晶化層的硅化物化可以促成金屬硅化物生長成為具有下輪廓(遠(yuǎn)離抬升源極/漏極的表面)，所述下輪廓在其中心部分彎曲。因此，在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，改變接觸孔的底部處的形狀可以促成具有彎曲的下輪廓的非晶化層的形成(響應(yīng)于預(yù)非晶化注入)，繼而可以促成金屬硅化物也形成為具有彎曲的剖面輪廓，具體地，在其中心部分的彎曲的剖面輪廓。

往回參照圖3，沿接觸孔161的側(cè)表面和底表面共形地形成阻擋層165。此外，在阻擋層165上形成金屬接觸160以填充接觸孔161。

雖然已參照示例實(shí)施例描述了本發(fā)明構(gòu)思，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可以做出各種改變和修改。因此，應(yīng)該理解的是，以上實(shí)施例不是限制，而是說明性的。因此，本發(fā)明構(gòu)思的范圍將由權(quán)利要求書及其等同物的最寬泛的允許的解釋來確定，而不應(yīng)該受前面的描述的約束或限制。