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，方法包括：基底第一区中和第二区中分别对应具有第一掺杂区和有阻挡离子的第二掺杂区；在第一掺杂区和第二掺杂区的表面形成第一金属层；进行第一退火，使第一金属层分别和第一源漏掺杂区表面材料和第二源漏掺杂区表面材料反应，对应形成第一初始金属硅化物层和有阻挡离子的第二金属硅化物层；在第一初始金属硅化物层和第二金属硅化物层的表面形成与第一金属层材料不同的第二金属层；进行第二退火，第二退火采用的温度小于第一退火采用的温度，第二金属层原子扩散至第一初始金属硅化物层而形成第一金属硅化物层，使得阻挡离子阻挡第二金属层的原子扩散进入第二金属硅化物层中。所述方法简化了工艺。

【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，位于栅极结构两侧半导体衬底内的源漏掺杂区。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。MOS晶体管包括N型MOS晶体管和P型MOS晶体管。N型MOS晶体管中源漏掺杂区表面的金属硅化物需要选择合适的材料，使N型MOS晶体管中源漏掺杂区表面的金属硅化物与源漏掺杂区之间具有较低的肖特基势垒；P型MOS晶体管中源漏掺杂区表面的金属硅化物需要选择合适的材料，使P型MOS晶体管中源漏掺杂区表面的金属硅化物与源漏掺杂区之间具有较低的肖特基势垒。基于此，为了满足N型MOS晶体管和P型MOS晶体管中对金属硅化物与源漏掺杂区之间肖特基势垒的要求，N型MOS晶体管的金属硅化物和P型MOS晶体管的金属硅化物的材料不同。然而，现有技术形成包括N型MOS晶体管和P型MOS晶体管的半导体器件的工艺较为复杂。
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，以简化工艺。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，所述基底包括第一区和第二区，基底第一区中具有第一掺杂区，基底第二区中具有第二掺杂区，第二掺杂区中掺杂有阻挡离子；在第一掺杂区表面和第二掺杂区表面形成第一金属层；进行第一退火，使第一掺杂区表面的第一金属层和第一掺杂区表面材料反应形成第一初始金属硅化物层，使第二掺杂区表面的第一金属层和第二掺杂区表面材料反应形成具有阻挡离子的第二金属硅化物层；在第一初始金属硅化物层表面和第二金属硅化物层表面形成第二金属层，第二金属层和第一金属层的材料不同；进行第二退火，第二退火采用的温度小于第一退火采用的温度，第一初始金属硅化物层表面的第二金属层原子扩散至第一初始金属硅化物层中而形成第一金属硅化物层，使得第二金属硅化物层中的阻挡离子阻挡第二金属层的原子扩散进入第二金属硅化物层中。可选的，所述第一退火为激光退火或尖峰退火；所述第二退火包括炉管退火。可选的，所述阻挡离子为C离子、F离子或Sb离子；在形成所述第一金属层之前，第二掺杂区中阻挡离子的浓度为1E18atom/cm3～1E21atom/cm3。可选的，所述第一金属层的厚度为30埃～100埃，所述第二金属层的厚度为10埃～30埃。可选的，所述第一区用于形成P型晶体管，所述第二区用于形成N型晶体管；所述第二金属层的功函数大于所述第一金属层的功函数；所述第一金属硅化物层的功函数大于第二金属硅化物层的功函数。可选的，所述第一金属层的材料为Ti、Ni或Co；所述第二金属层的材料为包括Pt。可选的，所述第一退火采用的温度为700摄氏度～1000摄氏度，所述第二退火采用的温度为50摄氏度～500摄氏度。可选的，所述第一掺杂区的材料为掺杂有第一导电离子的锗硅，第一导电离子的导电类型为P型；所述第二掺杂区的材料为掺杂有第二导电离子和阻挡离子的硅，第二导电离子的导电类型为N型。可选的，当所述第一金属层的材料为Ti，第二金属层的材料为Pt时，第一初始金属硅化物层的材料为掺杂有第一导电离子的TiSiGe，第一金属硅化物层的材料为掺杂有第一导电离子和Pt离子的TiSiGe，第二金属硅化物层的材料为掺杂有第二导电离子和阻挡离子的TiSi。可选的，还包括：形成位于基底第一区上的第一栅极结构和位于基底第二区上的第二栅极结构；所述第一掺杂区分别位于第一栅极结构两侧，所述第二掺杂区分别位于第二栅极结构两侧；形成介质层，所述介质层覆盖第一栅极结构、第二栅极结构、第一掺杂区、第二掺杂区和基底；在所述介质层中形成贯穿介质层的第一源漏通孔和第二源漏通孔，第一源漏通孔分别位于第一栅极结构两侧且暴露出第一掺杂区表面，第二源漏通孔分别位于第二栅极结构两侧且暴露出第二掺杂区表面；在第一源漏通孔底部的第一掺杂区表面和第二源漏通孔底部的第二掺杂区表面形成所述第一金属层。可选的，还包括：在形成第一金属层之前，对第一源漏通孔底部的第一掺杂区表面和第二源漏通孔底部的第二掺杂区表面进行非晶化处理。可选的，所述非晶化处理包括离子注入工艺，所述离子注入工艺采用的离子和阻挡离子不同。可选的，所述离子注入工艺采用的离子为锗离子。可选的，所述第一金属层还位于第一源漏通孔的侧壁、第二源漏通孔的侧壁以及介质层的顶部表面；所述第二金属层还位于第一金属层表面。可选的，形成所述第一金属层的工艺包括化学气相沉积工艺；形成所述第二金属层的工艺包括溅射工艺。可选的，还包括：在进行第二退火工艺之后，在第一源漏通孔的侧壁和底部、第二源漏通孔的侧壁和底部以及介质层上形成阻挡层；形成阻挡层后，在所述第一源漏通孔和第二源漏通孔中以及介质层上位于阻挡层表面的插塞材料层；去除介质层上的插塞材料层、阻挡层、第二金属层和第一金属层，使第一源漏通孔中的插塞材料层形成第一插塞，使第二源漏通孔中的插塞材料层形成第二插塞。可选的，所述阻挡层的材料包括TiN或TaN；所述第一插塞和第二插塞的材料包括钨。本专利技术还提供一种采用上述方法形成的半导体器件。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，第一掺杂区表面的第一金属层和第一掺杂区表面材料在第一退火中反应形成第一初始金属硅化物层，第二金属层的原子在第二退火中扩散至第一初始金属硅化物层中而形成第一金属硅化物层层；第二掺杂区表面的第一金属层和第二掺杂区表面材料第一退火中反应形成第二金属硅化物层。由于第二掺杂区中掺杂有阻挡离子，因此第二金属硅化物层中也具有阻挡离子，阻挡离子能够阻挡第二金属层的原子扩散进入第二金属硅化物层中，避免第二金属硅化物层中含有第二金属层的金属离子。第一金属硅化物层和第二金属硅化物层的材料不同，用于满足第一区和第二区对应形成的器件具有不同特性的需要。由于形成第一金属层后，无需对第一金属层进行图形化，形成第二金属层后，无需对第二金属层进行图形化，因此简化了工艺。其次，第二金属层在进行第一退火之后形成，形成第二金属层后，进行第二退火，因此第二金属层原子扩散受到第二退火的驱动而不受到第一退火的驱动。而第二退火采用的温度小于第一退火采用的温度，因此对第二金属层原子扩散程度的控制能力较好。进一步，所述第一区用于形成P型晶体管，所述第二区用于形成N型晶体管，所述第二金属层的功函数大于所述第一金属层的功函数，因此使所述第一金属硅化物层的功函数大于第二金属硅化物层的功函数。第一金属硅化物层和第一掺杂区之间具有较低的肖特基势垒，P型晶体管的电学特性得到改善；第二金属硅化物层和第二掺杂区之间具有较低的肖特基势垒，N型晶体管的电学特性得到改善。附图说明图1至图9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工艺较为复杂。一种半导体器件的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括第一区和第二区，第一区用于形成P型晶体管，第二区用于形成N型晶体管；形成第一掺杂区和第二掺杂区，第一掺杂区位于基底第一区中，第二掺杂区位于基底第二区中；采用第一金属硅化工艺在第一掺杂区表面本文档来自技高网...

【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，所述基底包括第一区和第二区，基底第一区中具有第一掺杂区，基底第二区中具有第二掺杂区，第二掺杂区中掺杂有阻挡离子；在第一掺杂区表面和第二掺杂区表面形成第一金属层；进行第一退火，使第一掺杂区表面的第一金属层和第一掺杂区表面材料反应形成第一初始金属硅化物层，使第二掺杂区表面的第一金属层和第二掺杂区表面材料反应形成具有阻挡离子的第二金属硅化物层；在第一初始金属硅化物层表面和第二金属硅化物层表面形成第二金属层，第二金属层和第一金属层的材料不同；进行第二退火，第二退火采用的温度小于第一退火采用的温度，第一初始金属硅化物层表面的第二金属层原子扩散至第一初始金属硅化物层中而形成第一金属硅化物层，使得第二金属硅化物层中的阻挡离子阻挡第二金属层的原子扩散进入第二金属硅化物层中。

【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，所述基底包括第一区和第二区，基底第一区中具有第一掺杂区，基底第二区中具有第二掺杂区，第二掺杂区中掺杂有阻挡离子；在第一掺杂区表面和第二掺杂区表面形成第一金属层；进行第一退火，使第一掺杂区表面的第一金属层和第一掺杂区表面材料反应形成第一初始金属硅化物层，使第二掺杂区表面的第一金属层和第二掺杂区表面材料反应形成具有阻挡离子的第二金属硅化物层；在第一初始金属硅化物层表面和第二金属硅化物层表面形成第二金属层，第二金属层和第一金属层的材料不同；进行第二退火，第二退火采用的温度小于第一退火采用的温度，第一初始金属硅化物层表面的第二金属层原子扩散至第一初始金属硅化物层中而形成第一金属硅化物层，使得第二金属硅化物层中的阻挡离子阻挡第二金属层的原子扩散进入第二金属硅化物层中。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，所述第一退火为激光退火或尖峰退火；所述第二退火包括炉管退火。3.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，所述阻挡离子为C离子、F离子或Sb离子；在形成所述第一金属层之前，第二掺杂区中阻挡离子的浓度为1E18atom/cm3～1E21atom/cm3。4.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，所述第一金属层的厚度为30埃～100埃，所述第二金属层的厚度为10埃～30埃。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，所述第一区用于形成P型晶体管，所述第二区用于形成N型晶体管；所述第二金属层的功函数大于所述第一金属层的功函数；所述第一金属硅化物层的功函数大于第二金属硅化物层的功函数。6.根据权利要求5所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一金属层的材料为Ti、Ni或Co；所述第二金属层的材料为包括Pt。7.根据权利要求6所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一退火采用的温度为700摄氏度～1000摄氏度，所述第二退火采用的温度为50摄氏度～500摄氏度。8.根据权利要求5所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，所述第一掺杂区的材料为掺杂有第一导电离子的锗硅，第一导电离子的导电类型为P型；所述第二掺杂区的材料为掺杂有第二导电离子和阻挡离子的硅，第二导电离子的导电类型为N型。9.根据权利要求8所述的半导体器件的形成方法，其特征在于，当所述第一金属层的材料为Ti，第二金属层的材料为Pt时，第一初始金属硅化物层的材料...

【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