鳍式场效应管及其形成方法技术

一种鳍式场效应管及其形成方法，形成方法包括：在源漏掺杂区、侧墙以及栅极结构顶部上形成金属层；对所述金属层进行反应退火处理，使得位于所述源漏掺杂区上的金属层发生化学反应转化为金属接触层；在进行所述反应退火处理之后，去除未发生化学反应的金属层；在所述金属接触层、侧墙以及栅极结构上形成介质层，所述介质层顶部高于栅极结构顶部；刻蚀所述介质层形成贯穿所述介质层的通孔，且所述通孔暴露出部分金属接触层表面；形成填充满所述通孔的导电插塞。本发明专利技术形成的金属接触层位于源漏掺杂区整个表面，从而降低了形成的鳍式场效应管的接触电阻，改善了形成的鳍式场效应管的电学性能。

【技术实现步骤摘要】
鳍式场效应管及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种鳍式场效应管及其形成方法。
技术介绍
随着半导体器件集成度不断增大，半导体器件相关的临界尺寸不断减小，相应的出现了很多问题，如器件漏源区的表面电阻和接触电阻相应增加，导致器件的响应速度降低，信号出现延迟。因此，低电阻率的互连结构成为制造高集成度半导体器件的一个关键要素。为了降低器件漏源掺杂区的接触电阻，引入了金属硅化物的工艺方法，所述金属硅化物具有较低的电阻率，可以显著减小漏源极的接触电阻。金属硅化物和自对准金属硅化物及形成工艺已被广泛地用于降低器件源极和漏极的表面电阻和接触电阻，从而减少电阻电容延迟时间(RC延迟)。现有的自对准金属硅化物技术中，常采用硅化镍作为金属硅化物。由于利用所述硅化镍形成的金属硅化物具有较小的接触电阻、较小的硅消耗、容易达到较窄的线宽，因此，硅化镍被视为一种较为理想的金属硅化物。随着半导体器件由平面器件向鳍式场效应管方向的发展，采用现有的金属硅化物技术形成的鳍式场效应管，其接触电阻已难以满足器件性能需求，因此亟需寻求新的鳍式场效应管的形成方法，以降低鳍式场效应管的接触电阻，提高鳍式场效应管的运行速度。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种鳍式场效应管及其形成方法，改善形成的鳍式场效应管的电学性能，降低鳍式场效应管的接触电阻。为解决上述问题，本专利技术提供一种鳍式场效应管的形成方法，包括：提供衬底以及凸出于所述衬底上的鳍部，所述衬底上还具有覆盖鳍部部分侧壁的隔离结构，且所述隔离结构顶部低于鳍部顶部；其中，所述隔离结构上还具有横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，所述栅极结构侧壁上形成有侧墙，且所述栅极结构两侧的鳍部内形成有源漏掺杂区；在所述源漏掺杂区、侧墙以及栅极结构顶部上形成金属层；对所述金属层进行反应退火处理，位于所述源漏掺杂区上的金属层发生化学反应转化为金属接触层；在进行所述反应退火处理之后，去除未发生化学反应的金属层；在所述金属接触层、侧墙以及栅极结构上形成介质层，所述介质层顶部高于栅极结构顶部；刻蚀所述介质层形成贯穿所述介质层的通孔，且所述通孔暴露出部分金属接触层表面；形成填充满所述通孔的导电插塞可选的，所述金属层的材料为Ni、W、Ti、Ta、Pt、Co中的一种或多种。可选的，所述反应退火处理采用的工艺为激光退火，所述激光退火的退火温度为800℃～880℃。可选的，采用湿法刻蚀工艺，去除未发生化学反应的金属层。可选的，所述栅极结构为金属栅极，且先形成所述源漏掺杂区后形成所述栅极结构。可选的，形成所述栅极结构以及源漏掺杂区的工艺步骤包括：在所述隔离结构上形成横跨所述鳍部的伪栅，且所述伪栅覆盖所述鳍部的部分顶部和侧壁，所述伪栅侧壁上形成有侧墙；在所述伪栅两侧的鳍部内形成所述源漏掺杂区；在所述源漏掺杂区以及伪栅侧壁上形成伪介质层，且所述伪介质层暴露出所述伪栅顶部；刻蚀去除所述伪栅，在所述伪介质层内形成凹槽；在所述凹槽底部和侧壁上形成高k栅介质层；在所述高k栅介质层上形成填充满所述凹槽的栅电极层。可选的，在形成所述栅电极层之后、形成金属层之前，去除所述伪介质层，暴露出所述源漏掺杂区表面。可选的，在去除所述伪介质层之前，还包括：刻蚀去除部分厚度的栅电极层；在所述刻蚀后的栅电极层上形成盖帽层。可选的，在形成所述金属层的工艺步骤中，所述栅极结构顶部上的金属层位于所述盖帽层上；且在所述去除未发生化学反应的金属层的工艺步骤中，包括去除位于所述盖帽层上的金属层。可选的，所述盖帽层的厚度为5埃～35埃。可选的，所述盖帽层的材料为氮化硅或氮化硼。可选的，在形成所述高k栅介质层之后、形成所述导电层之前，还对所述高k栅介质层进行修复退火处理，且所述修复退火处理的退火温度高于所述反应退火处理的退火温度。可选的，所述栅极结构为金属栅极，且先形成所述栅极结构后形成所述源漏掺杂区；在形成所述金属层之前，还在所述栅极结构顶部形成盖帽层；且在去除未发生化学反应的金属层的步骤中，还去除位于所述盖帽层上的金属层。可选的，所述栅极结构为多晶硅栅极，且先形成所述栅极结构后形成所述源漏掺杂区；在所述反应退火处理过程中，位于所述栅极结构顶部上的金属层发生化学反应转化为栅极金属接触层。可选的，在形成所述金属层之后、进行所述退火处理之前，还包括，在所述金属层上形成保护层；在进行所述退火处理之后，还去除所述保护层。可选的，形成的所述鳍式场效应管为NMOS器件、PMOS器件或者CMOS器件。可选的，所述介质层包括第一介质层以及位于所述第一介质层上的第二介质层，且所述第一介质层的致密度大于第二介质层的致密度；形成所述介质层的步骤包括：采用高密度等离子沉积工艺形成所述第一介质层，且所述第一介质层顶部与所述栅极结构顶部齐平；采用等离子体增强正硅酸乙脂沉积工艺，在所述第一介质层上形成第二介质层。可选的，形成所述源漏掺杂区的工艺步骤包括：刻蚀位于所述侧墙两侧的部分厚度的鳍部，在所述鳍部内形成开口；形成填充满所述开口的应力层，在形成所述应力层的过程中采用原位掺杂处理形成所述源漏掺杂区；或者，在形成所述应力层之后，对所述应力层进行掺杂处理形成所述源漏掺杂区。可选的，在形成所述应力层之前，还在所述鳍部顶部和侧壁形成掩膜层；在形成所述开口的工艺过程中，刻蚀去除部分掩膜层；且在所述反应退火处理过程中，位于鳍部顶部和侧壁上的掩膜层作为反应阻挡层。本专利技术还提供一种鳍式场效应管，包括：衬底以及凸出于所述衬底上的鳍部，所述衬底上还具有覆盖鳍部部分侧壁的隔离结构，且所述隔离结构顶部低于鳍部顶部；位于所述隔离结构上且横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，所述栅极结构侧壁上具有侧墙；位于所述栅极结构两侧的鳍部内的源漏掺杂区；位于所述源漏掺杂区整个表面的金属接触层；位于所述金属接触层、侧墙以及栅极结构上的介质层，所述介质层顶部高于所述栅极结构顶部；贯穿所述介质层的通孔，且所述通孔暴露出部分金属接触层表面；填充满所述通孔的导电插塞。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术提供的鳍式场效应管的形成方法的技术方案中，在形成源漏掺杂区以及栅极结构之后，直接在源漏掺杂区、侧墙以及栅极结构顶部上形成金属层；对所述金属层进行反应退火处理，使得位于源漏掺杂区上的金属层发生化学反应转化为金属接触层，因此本专利技术形成的金属接触层位于所述源漏掺杂区的整个表面；然后形成介质层以及贯穿所述介质层的通孔，所述通孔暴露出部分金属接触层表面；形成填充满所述通孔的导电插塞。由于形成的金属接触层位于所述源漏掺杂区整个表面，所述金属接触层的表面面积大，从而使得金属接触层起到的降低接触电阻的效果好，提高形成的鳍式场效应管的电学性能。可选方案中，所述栅极结构为金属栅极时，则形成所述金属层之前，刻蚀去除部分后的栅电极层，且在刻蚀后的栅电极层上形成盖帽层；在去除未发生化学反应的金属层工艺步骤中，所述盖帽层起到保护栅电极层的作用，避免对栅电极层造成刻蚀损伤。附图说明图1为一种鳍式场效应管的结构示意图；图2至图16为本专利技术一实施例提供的鳍式场效应管形成过程的剖面结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有技术形成的鳍式场效应管的接触电阻大，其运行速率有待提高。现结合一种鳍式场效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底以及凸出于所述衬底上的鳍部，所述衬底上还具有覆盖鳍部部分侧壁的隔离结构，且所述隔离结构顶部低于鳍部顶部；其中，所述隔离结构上还具有横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，所述栅极结构侧壁上形成有侧墙，且所述栅极结构两侧的鳍部内形成有源漏掺杂区；在所述源漏掺杂区、侧墙以及栅极结构顶部上形成金属层；对所述金属层进行反应退火处理，使得位于所述源漏掺杂区上的金属层发生化学反应转化为金属接触层；在进行所述反应退火处理之后，去除未发生化学反应的金属层；在所述金属接触层、侧墙以及栅极结构上形成介质层，所述介质层顶部高于栅极结构顶部；刻蚀所述介质层形成贯穿所述介质层的通孔，且所述通孔暴露出部分金属接触层表面；形成填充满所述通孔的导电插塞。

【技术特征摘要】
1.一种鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底以及凸出于所述衬底上的鳍部，所述衬底上还具有覆盖鳍部部分侧壁的隔离结构，且所述隔离结构顶部低于鳍部顶部；其中，所述隔离结构上还具有横跨所述鳍部的栅极结构，所述栅极结构覆盖鳍部的部分顶部和侧壁，所述栅极结构侧壁上形成有侧墙，且所述栅极结构两侧的鳍部内形成有源漏掺杂区；在所述源漏掺杂区、侧墙以及栅极结构顶部上形成金属层；对所述金属层进行反应退火处理，使得位于所述源漏掺杂区上的金属层发生化学反应转化为金属接触层；在进行所述反应退火处理之后，去除未发生化学反应的金属层；在所述金属接触层、侧墙以及栅极结构上形成介质层，所述介质层顶部高于栅极结构顶部；刻蚀所述介质层形成贯穿所述介质层的通孔，且所述通孔暴露出部分金属接触层表面；形成填充满所述通孔的导电插塞。2.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述金属层的材料为Ni、W、Ti、Ta、Pt、Co中的一种或多种。3.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述反应退火处理采用的工艺为激光退火，所述激光退火的退火温度为800℃～880℃。4.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺，去除未发生化学反应的金属层。5.如权利要求1所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述栅极结构为金属栅极，且先形成所述源漏掺杂区后形成所述栅极结构。6.如权利要求5所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，形成所述栅极结构以及源漏掺杂区的工艺步骤包括：在所述隔离结构上形成横跨所述鳍部的伪栅，且所述伪栅覆盖所述鳍部的部分顶部和侧壁，所述伪栅侧壁上形成有侧墙；在所述伪栅两侧的鳍部内形成所述源漏掺杂区；在所述源漏掺杂区以及伪栅侧壁上形成伪介质层，且所述伪介质层暴露出所述伪栅顶部；刻蚀去除所述伪栅，在所述伪介质层内形成凹槽；在所述凹槽底部和侧壁上形成高k栅介质层；在所述高k栅介质层上形成填充满所述凹槽的栅电极层。7.如权利要求6所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在形成所述栅电极层之后、形成金属层之前，去除所述伪介质层，暴露出所述源漏掺杂区表面。8.如权利要求7所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在去除所述伪介质层之前，还包括：刻蚀去除部分厚度的栅电极层；在所述刻蚀后的栅电极层上形成盖帽层。9.如权利要求8所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，在形成所述金属层的工艺步骤中，所述栅极结构顶部上的金属层位于所述盖帽层上；且在所述去除未发生化学反应的金属层的工艺步骤中，包括去除位于所述盖帽层上的金属层。10.如权利要求8所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述盖帽层的厚度为5埃～35埃。11.如权利要求8所述的鳍式场效应管的形成方法，其特征在于，所述盖帽层的材料为氮化硅或氮化硼。12.如权利要求6...

【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