The invention discloses a method for manufacturing semiconductor devices, including: forming a gate stacking structure on a substrate containing silicon elements; performing ion implantation to inject doped ions into the substrate; forming nickel-rich phase silicides in the substrate; and performing driving annealing to convert nickel-rich phase silicides into nickel-based metal silicides for use. As a source drain area, a dielectric layer is formed at the interface between the nickel base metal silicide and the substrate. According to the semiconductor device of the present invention and its manufacturing method, by injecting doped ions into the substrate to form silicide and annealing, the nickel-rich phase metal silicide is transformed into low resistance nickel-based silicide, and an ultra-thin dielectric layer is formed between the silicide and the substrate, thereby effectively reducing the height of Schottky barrier. The driving capability of the device is improved.
【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法
本专利技术涉及一种半导体器件及其制造方法,特别是涉及一种能有效降低金属硅化物/硅之间的肖特基势垒高度的MOSFET及其制造方法。
技术介绍
随着传统MOSFET器件持续按比例缩小,源漏电阻不随沟道尺寸缩小而按比例降低,特别是接触电阻随着尺寸减小而近似平方倍增加,使等效工作电压下降,大大影响了按比例缩小的器件的性能。如果在现有MOSFET制造技术中将传统的高掺杂源/漏替换为金属硅化物源漏,可以大幅减小寄生串联电阻以及接触电阻。如图1所示,为现有的金属硅化物源/漏MOSFET(也被称为肖特基势垒源/漏MOSFET)示意图,在体硅衬底1A或绝缘体上硅(SOI)衬底1B中的沟道区2A或2B两侧形成金属硅化物源漏区3A和3B,沟道区上依次形成有栅极结构4A/4B以及栅极侧墙5A/5B,其中金属硅化物被完全作为直接接触沟道的源/漏极材料,无需传统的用于形成高掺杂源漏的离子注入工序。器件衬底中还可以设置浅沟槽隔离STI6A/6B,图中STI并非直接介于体硅衬底和SOI衬底之间,而仅仅是为了方便示例起见,两种衬底实际不相连。在上述肖特基势垒源漏MOSFET中,器件的驱动能力取决于金属硅化物源漏3A/3B与沟道区2A/2B之间的肖特基势垒高度(SBH)。随着SBH降低,驱动电流增大。器件模拟的结果显示,当SBH降低至约0.1eV时,金属硅化物源漏MOSFET可达到与传统大尺寸高掺杂源漏MOSFET相同的驱动能力。金属硅化物通常是镍基金属硅化物,例如由Ni、NiPt、NiPtCo与衬底沟道区中的Si反应生成的NiSi、NiPtSi、NiPtCoSi等等 ...
【技术保护点】
1.一种半导体器件的制造方法,包括:在包含硅元素的衬底上形成栅极堆叠结构;执行离子注入,向衬底中注入掺杂离子;在衬底以及栅极堆叠结构上沉积镍基金属层,镍基金属层包括Ni‑Pt且Pt摩尔的含量小于等于10%、Ni‑Co且Co摩尔含量小于等于10%、Ni‑Pt‑Co且Pt与Co摩尔含量之和小于等于10%;执行第一退火,使得衬底中的硅与镍基金属层反应形成富镍相硅化物;剥除未反应的镍基金属层;执行驱动退火,使得富镍相硅化物转变为镍基金属硅化物以用作源漏区,并使得镍基金属硅化物与衬底界面处形成介质层。
【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法,包括:在包含硅元素的衬底上形成栅极堆叠结构;执行离子注入,向衬底中注入掺杂离子;在衬底以及栅极堆叠结构上沉积镍基金属层,镍基金属层包括Ni-Pt且Pt摩尔的含量小于等于10%、Ni-Co且Co摩尔含量小于等于10%、Ni-Pt-Co且Pt与Co摩尔含量之和小于等于10%;执行第一退火,使得衬底中的硅与镍基金属层反应形成富镍相硅化物;剥除未反应的镍基金属层;执行驱动退火,使得富镍相硅化物转变为镍基金属硅化物以用作源漏区,并使得镍基金属硅化物与衬底界面处形成介质层。2.如权利要求1的半导体器件的制造方法,其中,衬底包括体硅、SOI、GeSi、SiC。3.如权利要求1的半导体器件的制造方法,其中,镍基金属层的厚度为1至100nm。4.如权利要求1的半导体器件的制造方法,其中,第一退火在2...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓坚,罗军,赵超,
申请(专利权)人:中国科学院微电子研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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