半导体器件及其形成方法技术

一种半导体器件及其形成方法，其中方法包括：提供基底，基底包括第一区；在基底第一区中形成第一掺杂区；在第一掺杂区表面形成第一覆盖层，第一覆盖层中掺杂有第一离子组，第一离子组包括第一导电离子和第一阻挡离子；采用第一金属硅化工艺使第一覆盖层形成具有第一离子组的第一金属硅化物层，第一阻挡离子在第一金属硅化物层中的固溶度小于在第一覆盖层中的固溶度。所述方法使半导体器件的性能提高。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件及其形成方法。
技术介绍
MOS晶体管是现代集成电路中最重要的元件之一。MOS晶体管的基本结构包括：半导体衬底；位于半导体衬底表面的栅极结构；位于栅极结构一侧半导体衬底内的源区；位于栅极结构另一侧半导体衬底内的漏区。MOS晶体管的工作原理是：通过在栅极结构施加电压，调节栅极结构底部沟道的电流来产生开关信号。然而，现有技术形成的MOS晶体管构成的半导体器件的性能较差。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体器件及其形成方法，以提高半导体器件的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供基底，基底包括第一区；在基底第一区中形成第一掺杂区；在第一掺杂区表面形成第一覆盖层，第一覆盖层中掺杂有第一离子组，第一离子组包括第一导电离子和第一阻挡离子；采用第一金属硅化工艺使第一覆盖层形成具有第一离子组的第一金属硅化物层，第一阻挡离子在第一金属硅化物层中的固溶度小于在第一覆盖层中的固溶度。可选的，所述第一金属硅化工艺包括：在所述第一覆盖层表面形成金属层；进行退火工艺，使金属层和第一覆盖层的材料反应而形成所述第一金属硅化物层。可选的，进行退火工艺，使金属层和第一覆盖层表面材料反应而形成所述第一金属硅化物层，且使第一金属硅化物层底部未和金属层反应的部分第一覆盖层形成位于第一掺杂区表面的第一中间层；第一金属硅化物层位于第一中间层表面；进行退火工艺的过程中，第一覆盖层中的部分第一阻挡离子析出并扩散至第一掺杂区中；第一掺杂区中的第一阻挡离子阻挡第一金属硅化物层和第一中间层中的第一导电离子扩散至第一掺杂区中。可选的，进行退火工艺，使金属层和金属层底部的第一覆盖层材料完全反应而形成所述第一金属硅化物层，第一金属硅化物层位于第一掺杂区表面；进行退火工艺的过程中，第一覆盖层中的部分第一阻挡离子析出并扩散至第一掺杂区中；第一掺杂区中的第一阻挡离子阻挡第一金属硅化物层中第一导电离子扩散至第一掺杂区中。可选的，在进行所述第一金属硅化工艺之前，所述第一覆盖层中的第一导电离子的浓度为1E18atom/cm3～5E21atom/cm3，所述第一覆盖层中第一阻挡离子的浓度为1E17atom/cm3～1E21atom/cm3。可选的，所述第一覆盖层的材料为掺杂有第一离子组的硅或锗硅。可选的，所述第一阻挡离子为N离子、C离子或二者的结合。可选的，当所述第一区用于形成P型晶体管时，所述第一阻挡离子为N离子；当所述第一区用于形成N型晶体管时，所述第一阻挡离子为C离子。可选的，当所述第一区用于形成P型晶体管时，所述第一导电离子的导电类型为P型；当所述第一区用于形成N型晶体管时，所述第一导电离子的导电类型为N型。可选的，形成所述第一覆盖层的方法包括：在第一掺杂区表面外延生长第一覆盖层；在外延生长第一覆盖层的过程中在第一覆盖层中原位掺杂第一离子组。可选的，所述第一离子组还包括第一晶格异化离子，第一晶格异化离子在第一金属硅化物层中的固溶度小于在第一覆盖层中的固溶度。可选的，所述第一晶格异化离子为Sb离子、Ga离子或二者的结合。可选的，当所述第一区用于形成P型晶体管时，第一晶格异化离子为Sb离子；当所述第一区用于形成N型晶体管时，第一晶格异化离子为Ga离子。可选的，在进行所述第一金属硅化工艺之前，第一覆盖层中的第一晶格异化离子的浓度为1E18atom/cm3～1E21atom/cm3。可选的，还包括：在形成第一掺杂区之前，在所述基底第一区上形成第一栅极结构；形成第一掺杂区后，第一掺杂区位于第一栅极结构两侧的基底中。可选的，所述基底还包括第二区；所述半导体器件的形成方法还包括：在形成第一覆盖层之后，且在进行第一金属硅化工艺之前，在基底第二区中形成第二掺杂区；在第二掺杂区表面形成第二覆盖层，第二覆盖层中掺杂有第二离子组，第二离子组包括第二导电离子和第二阻挡离子；采用第二金属硅化工艺使第二覆盖层形成具有第二离子组的第二金属硅化物层，第二阻挡离子在第二金属硅化物层中的固溶度小于在第二覆盖层中的固溶度。可选的，所述第二离子组还包括第二晶格异化离子；第二晶格异化离子在第二金属硅化物层中的固溶度小于在第二覆盖层中的固溶度。可选的，还包括：在形成第一覆盖层和第二覆盖层后，且在进行第一金属硅化工艺和第二金属硅化工艺之前，形成介质层，所述介质层覆盖第一覆盖层、第二覆盖层和基底；在所述介质层中形成贯穿介质层的第一通孔，第一通孔暴露出第一覆盖层表面；形成第一通孔后，进行第一金属硅化工艺；在所述介质层中形成贯穿介质层的第二通孔，第二通孔暴露出第二覆盖层表面；形成第二通孔后，进行第二金属硅化工艺。可选的，所述基底包括半导体衬底和位于半导体衬底上的鳍部，所述鳍部包括位于半导体衬底第一区上的第一鳍部；当第一区用于形成P型晶体管时，所述第一鳍部的材料包括单晶Ge；当第一区用于形成N型晶体管时，所述第一鳍部的材料包括InGaAs。本专利技术还提供一种采用上述任意一项方法所形成的半导体器件。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的半导体器件的形成方法中，第一覆盖层中掺杂有第一离子组，第一离子组包括第一导电离子，而第一金属硅化物层由第一覆盖层在第一金属硅化工艺下发生硅化反应而形成，因此第一金属硅化物层中具有第一导电离子，第一金属硅化物层的电阻较小。第一离子组还包括第一阻挡离子，且第一阻挡离子在第一金属硅化物层中的固溶度小于在第一覆盖层中的固溶度，因此，在第一金属硅化工艺的过程中，第一覆盖层中的部分第一阻挡离子会析出并扩散至第一掺杂区中。第一阻挡离子占据第一掺杂区表面材料的晶格间隙，第一掺杂区中的第一阻挡离子能够阻挡第一金属硅化物层中第一导电离子扩散至第一掺杂区中，降低第一金属硅化物层中第一导电离子的损失，从而提高了半导体器件的性能。附图说明图1至图10是本专利技术一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术形成的半导体器件的性能较差。一种半导体器件的形成的方法包括：提供基底，所述基底上具有栅极结构；在栅极结构两侧的基底中分别形成掺杂区；在掺杂区表面形成覆盖层，覆盖层中掺杂有导电离子；采用金属硅化工艺使覆盖层形成具有导电离子的金属硅化物层。然而，上述方法形成的半导体器件的性能较差，经研究发现，原因在于：覆盖层中掺杂有导电离子的作用包括：降低覆盖层的电阻。这样经过金属硅化工艺形成的金属硅化物层的电阻较小。在半导体器件的整个工艺制程中，需要历经热处理。在热处理过程中，金属硅化物层中的导电离子在热处理的驱动下容易扩散至掺杂区中和金属硅化物层周围其它结构中，导致金属硅化物层中的导电离子有较大的损耗，难以有效的降低金属硅化物层的电阻。在此基础上，本专利技术提供一种半导体器件的形成方法，在第一掺杂区表面形成第一覆盖层，第一覆盖层中掺杂有第一离子组，第一离子组包括第一导电离子和第一阻挡离子；采用第一金属硅化工艺使第一覆盖层形成具有第一离子组的第一金属硅化物层，第一阻挡离子在第一金属硅化物层中的固溶度小于在第一覆盖层中的固溶度。所述方法使半导体器件的性能提高。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图1至图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，基底包括第一区；在基底第一区中形成第一掺杂区；在第一掺杂区表面形成第一覆盖层，第一覆盖层中掺杂有第一离子组，第一离子组包括第一导电离子和第一阻挡离子；采用第一金属硅化工艺使第一覆盖层形成具有第一离子组的第一金属硅化物层，第一阻挡离子在第一金属硅化物层中的固溶度小于在第一覆盖层中的固溶度。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，基底包括第一区；在基底第一区中形成第一掺杂区；在第一掺杂区表面形成第一覆盖层，第一覆盖层中掺杂有第一离子组，第一离子组包括第一导电离子和第一阻挡离子；采用第一金属硅化工艺使第一覆盖层形成具有第一离子组的第一金属硅化物层，第一阻挡离子在第一金属硅化物层中的固溶度小于在第一覆盖层中的固溶度。2.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一金属硅化工艺包括：在所述第一覆盖层表面形成金属层；进行退火工艺，使金属层和第一覆盖层的材料反应而形成所述第一金属硅化物层。3.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，进行退火工艺，使金属层和第一覆盖层表面材料反应而形成所述第一金属硅化物层，且使第一金属硅化物层底部未和金属层反应的部分第一覆盖层形成位于第一掺杂区表面的第一中间层；第一金属硅化物层位于第一中间层表面；进行退火工艺的过程中，第一覆盖层中的部分第一阻挡离子析出并扩散至第一掺杂区中；第一掺杂区中的第一阻挡离子阻挡第一金属硅化物层和第一中间层中的第一导电离子扩散至第一掺杂区中。4.根据权利要求2所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，进行退火工艺，使金属层和金属层底部的第一覆盖层材料完全反应而形成所述第一金属硅化物层，第一金属硅化物层位于第一掺杂区表面；进行退火工艺的过程中，第一覆盖层中的部分第一阻挡离子析出并扩散至第一掺杂区中；第一掺杂区中的第一阻挡离子阻挡第一金属硅化物层中第一导电离子扩散至第一掺杂区中。5.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，在进行所述第一金属硅化工艺之前，所述第一覆盖层中的第一导电离子的浓度为1E18atom/cm3～5E21atom/cm3，所述第一覆盖层中第一阻挡离子的浓度为1E17atom/cm3～1E21atom/cm3。6.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一覆盖层的材料为掺杂有第一离子组的硅或锗硅。7.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一阻挡离子为N离子、C离子或二者的结合。8.根据权利要求7所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，当所述第一区用于形成P型晶体管时，所述第一阻挡离子为N离子；当所述第一区用于形成N型晶体管时，所述第一阻挡离子为C离子。9.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，当所述第一区用于形成P型晶体管时，所述第一导电离子的导电类型为P型；当所述第一区用于形成N型晶体管时，所述第一导电离子的导电类型为N型。10.根据权利要求1所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，形成所述第一覆盖层的方法包括：在第一掺杂区表面外延生长第一覆盖层...

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