半导体结构的形成方法技术

一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成若干栅极结构；在所述栅极结构侧壁表面形成第一侧墙、位于第一侧墙表面的第二侧墙以及位于第二侧墙表面的第三侧墙；在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源漏极；去除所述第三侧墙；在所述源漏极表面和栅极结构顶部表面形成金属化半导体层。所述方法可以提高形成的半导体结构的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体技术，特别涉及一种半导体结构的形成方法。
技术介绍
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的资料存储量以及更多的功能，半导体芯片向更高集成度方向发展。而半导体芯片的集成度越高，半导体器件的特征尺寸(CD，CriticalDimension)越小，相邻晶体管的栅极结构之间的间距越来越小。在晶体管的源漏极以及栅极结构表面形成金属硅化物层之后，通常还要形成覆盖整个晶体管栅极结构以及金属硅化物层的应力层，所述应力层还可以作为后续在金属硅化物层表面形成金属通孔时的刻蚀停止层。但是，由于相邻栅极结构之间的间距太小，导致很难在相邻栅极结构之间形成所述应力层。此时，需要用到应力应变技术(stressstraintechnology)，例如应力近接技术(stressproximatetechnology，SPT)。传统的SPT技术是通过磷酸溶液将栅极结构侧壁最外侧的SiN侧墙去除，以提高相邻栅极结构之间的间距，便于形成应力层，并且可以降低应力层与沟道区域之间的距离，提高应力效果。并且在相邻栅极结构之间形成介质层的过程中还可以避免产生空洞。在去除SiN侧墙的同时要求不能对金属硅化物层造成损伤。为了降低磷酸溶液刻蚀SiN过程中，对金属硅化物层以及氧化硅的刻蚀速率，通常会在对所述SiN侧墙进行去除之前，在磷酸溶液中投入大量形成有SiN层的晶圆，使所述磷酸溶液里面的Si浓度趋近于饱和，从而降低对金属硅化物层以及氧化硅的刻蚀速率，从而可以提高SiN与NiSi之间的刻蚀选择比。但是在将形成有SiN层的晶圆使所述磷酸溶液里面的Si浓度达到饱和的过程中，SiN与磷酸溶液反应，在磷酸溶液中，形成大量的SiO2颗粒。在去除所述SiN侧墙之后，磷酸溶液内的SiO2颗粒会附着在晶圆表面。去除所述SiO2颗粒需要采用氢氟酸溶液进行化学清洗，但是氢氟酸溶液会腐蚀金属硅化物，所以，为了避免对金属硅化物层造成损伤，无法将这些附着在NiSi上的SiO2颗粒去除，从而导致所述金属硅化物层的电阻提高，影响形成的半导体器件的性能。请参考图1至图2，图1中在晶体管的栅极结构顶部以及源漏极表面形成金属硅化物层10，所述栅极结构侧壁最外层具有氮化硅侧墙20。请参考图2，采用上述方法去除所述氮化硅侧墙20，在金属硅化物层10上附着氧化硅颗粒30，影响形成的半导体器件的性能。综上，现有晶体管的性能还有待进一步的提高。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提高一种半导体结构的形成方法，提高晶体管的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成若干栅极结构；在所述栅极结构侧壁表面形成第一侧墙、位于第一侧墙表面的第二侧墙以及位于第二侧墙表面的第三侧墙；在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源漏极；去除所述第三侧墙；在所述源漏极表面和栅极结构顶部表面形成金属化半导体层。可选的，形成所述第二侧墙和第三侧墙的方法包括：形成覆盖所述半导体衬底、第一侧墙和栅极结构的第二侧墙材料层，在所述第二侧墙材料层表面形成第三侧墙材料层；采用无掩膜刻蚀工艺，刻蚀所述第三侧墙材料层和第二侧墙材料层，形成第二侧墙和第三侧墙。可选的，所述第二侧墙材料层包括：第一氧化硅层、氮氧化硅层和第二氧化硅层。可选的，形成所述第二侧墙材料层的方法包括：形成覆盖所述半导体衬底、第一侧墙和栅极结构的第一氧化硅层；对所述第一氧化硅层表面进行氮化处理，在所述第一氧化硅层表面形成氮氧化硅层；在所述氮氧化硅层表面形成第二氧化硅层。可选的，采用去耦等离子体氮化工艺或微波等离子体氮化工艺，对所述第一氧化硅层表面进行氮化处理。可选的，所述氮氧化硅层内的氮离子掺杂的面浓度为5E15atom/cm2～1E17atom/cm2。可选的，所述氮氧化硅层的厚度为可选的，采用化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述第一氧化硅层和第二氧化硅层。可选的，所述第一氧化硅层的厚度为所述第二氧化硅层的厚度为可选的，可以采用原子层沉积工艺、炉管沉积工艺或化学气相沉积工艺形成所述第三侧墙材料层。可选的，所述第三侧墙材料层的厚度为可选的，形成所述第三侧墙材料层所采用的沉积温度为300℃～800℃。可选的，所述第一侧墙的材料为氮化硅、第三侧墙的材料为氮化硅。可选的，采用湿法刻蚀工艺去除所述第三侧墙。可选的，所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀溶液为磷酸溶液，磷酸溶液的质量分数为80％～90％，温度为120℃～180℃。可选的，采用离子注入工艺形成所述源漏极。可选的，所述金属化半导体层的材料为NiSi。可选的，形成所述金属化半导体层的方法包括：形成覆盖源漏极表面、第二侧墙表面以及栅极结构顶部表面的金属层；进行退火处理，使金属层内原子与栅极结构顶部表面以及源漏极表面原子发生反应，在所述栅极结构顶部表面以及源漏极表面形成金属化半导体层；去除剩余的金属层。可选的，形成所述第一侧墙之后，形成第二侧墙之前，还包括：对所述栅极结构两侧的半导体衬底内进行轻掺杂离子注入。可选的，还包括：形成覆盖金属化半导体层、第二侧墙的应力层。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的技术方案中，在半导体衬底上形成栅极结构之后、在所述栅极结构侧壁表面依次形成第一侧墙、第二侧墙以及第三侧墙，再形成位于半导体衬底内的源漏极，然后先去除第三侧墙之后，再在所述源漏极表面形成金属化半导体层。与现有技术先形成金属化半导体层之后再去除所述第三侧墙相比，本专利技术的技术方案首先去除第三侧墙，然后再形成所述金属化半导体层，所以在去除第三侧墙的过程中，不用考虑所述第三侧墙与金属化半导体层材料之间的刻蚀选择性，刻蚀去除第三侧墙不会影响到最终形成的金属化半导体层的质量，从而可以提高位于源漏极表面的金属化半导体层的质量，从而提高晶体管的性能。进一步，形成所述第二侧墙的第二侧墙材料层包括：第一氧化硅层、氮氧化硅层和第二氧化硅层，使形成的第二侧墙具有三层结构，所述氮氧化硅层可以作为第二氧化硅层的刻蚀停止层，而所述第二氧化硅层则可以作为后续形成的第三侧墙的刻蚀停止层。附图说明图1至图2是本专利技术的现有技术的半导体结构的形成过程的示意图；图3至图13是本专利技术的实施例的半导体结构的形成过程的结构示意图。具体实施方式如
技术介绍
中所述，现有形成的晶体管的性能有待进一步的提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成若干栅极结构；在所述栅极结构侧壁表面形成第一侧墙、位于第一侧墙表面的第二侧墙以及位于第二侧墙表面的第三侧墙；在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源漏极；去除所述第三侧墙；在所述源漏极表面和栅极结构顶部表面形成金属化半导体层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底；
在所述半导体衬底上形成若干栅极结构；
在所述栅极结构侧壁表面形成第一侧墙、位于第一侧墙表面的第二侧墙
以及位于第二侧墙表面的第三侧墙；
在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源漏极；
去除所述第三侧墙；
在所述源漏极表面和栅极结构顶部表面形成金属化半导体层。
2.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述第
二侧墙和第三侧墙的方法包括：形成覆盖所述半导体衬底、第一侧墙和栅
极结构的第二侧墙材料层，在所述第二侧墙材料层表面形成第三侧墙材料
层；采用无掩膜刻蚀工艺，刻蚀所述第三侧墙材料层和第二侧墙材料层，
形成第二侧墙和第三侧墙。
3.根据权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第二侧
墙材料层包括：第一氧化硅层、氮氧化硅层和第二氧化硅层。
4.根据权利要求3所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述第
二侧墙材料层的方法包括：形成覆盖所述半导体衬底、第一侧墙和栅极结
构的第一氧化硅层；对所述第一氧化硅层表面进行氮化处理，在所述第一
氧化硅层表面形成氮氧化硅层；在所述氮氧化硅层表面形成第二氧化硅层。
5.根据权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用去耦等
离子体氮化工艺或微波等离子体氮化工艺，对所述第一氧化硅层表面进行
氮化处理。
6.根据权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述氮氧化
硅层内的氮离子掺杂的面浓度为5E15atom/cm2～1E17atom/cm2。
7.根据权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述氮氧化
硅层的厚度为8.根据权利要求4所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，采用化学气
相沉积工艺、物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺形成所述第一氧化硅层
和第二氧化硅层。
9.根据权利要求8所述的半导体结构的形成方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳磊，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31