一种PMOS晶体管、PMOS晶体管的制备方法及电子设备技术

技术编号:22848608 阅读:34 留言:0更新日期:2019-12-17 23:13
本发明专利技术公开了一种PMOS晶体管,包括:衬底,依次叠置在衬底上且彼此邻接的第一源/漏区、沟道区和第二源/漏区,围绕在沟道区外围形成有栅堆叠;其中,在第一源/漏区和第二源/漏区上叠置有金属硅化物层,在金属硅化物层上叠置有金属层;金属硅化物层与第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒低于金属层与第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒。本发明专利技术所述PMOS晶体管,在金属层与第一源/漏区、第二源/漏区之间,分别插入一层金属硅化物层,相比现有PMOS晶体管中形成的金属层与第一源/漏区、第二源/漏区接触,能有效降低PMOS晶体管中源漏区接触电阻。同时,本发明专利技术还提供一种POMS晶体管的制备方法,以及一种电子设备。

【技术实现步骤摘要】
一种PMOS晶体管、PMOS晶体管的制备方法及电子设备
本专利技术涉及半导体
,具体涉及一种PMOS晶体管,同时,还涉及一种PMOS晶体管的制备方法,以及一种电子设备。
技术介绍
随着技术的发展,集成电路中器件的集成化程度越来越高,导致晶片上的单个器件的尺寸也越来越小,而COMS(互补金属氧化物半导体)技术进入到16或14纳米及以下技术节点,源漏区接触电阻对器件性能的提升起着至关重要的作用。目前CMOS器件中的源漏接触大多采用Ti(钛)金属硅化物,由于Ti与p-SiGe(p型锗化硅)之间往往形成较高的肖特基势垒,故难以同时在NMOS(负极通道金属氧化物半导体)和PMOS(正极通道金属氧化物半导体)中形成低接触电阻率,而且,由于杂质B(硼)在锗硅源漏中的固浓度限制,相比NMOS来说,降低PMOS的接触电阻率更具挑战。
技术实现思路
为了克服现有PMOS晶体管中源漏区接触电阻率较高,导致器件性能差的技术问题,本专利技术提供了一种PMOS晶体管、PMOS晶体管的制备方法及电子设备。本专利技术所述的PMOS晶体管,包括:衬底,依次叠置在衬底上且彼此邻接的第一源/漏区、沟道区和第二源/漏区,围绕在沟道区的外围形成有栅堆叠;其中,在第一源/漏区和第二源/漏区上叠置有金属硅化物层,并在金属硅化物层上叠置有金属层;金属硅化物层与第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒低于金属层与第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒。优选地,金属硅化物层、第一源/漏区和第二源/漏区内均掺杂有B,且金属硅化物层内B的分布浓度,与第一源/漏区和第二源/漏区内B的分布浓度不同。优选地,还包括间隔物,间隔物围绕在栅堆叠的外围;氧化物隔层,氧化物隔层形成在衬底、间隔物上,氧化物隔层顶部叠置有金属层;接触孔,接触孔由氧化物隔层的顶部向下延伸,并与第一源/漏区和第二源/漏区相对,接触孔的侧壁上沉积有金属层。优选地,还包括浅沟道隔离,浅沟道隔离嵌于衬底中,且位于第一源/漏区和第二源/漏区的外侧。优选地,金属硅化物层为Ni(Pt)SiGe(镍(铂)锗硅)。优选地,金属硅化物层的层厚为1至5纳米。优选地,金属层为Ti或TiN(氮化钛)。优选地,金属层的层厚为5至10纳米。优选地,金属层包括第一金属层,以及叠置在第一金属层上的第二金属层,其中,第一金属层为Ti,第二金属层为TiN。优选地,第一金属层的层厚为5至10纳米,第二金属层的层厚为5至10纳米。优选地,栅堆叠包括高介电常数层和金属栅,由高介电常数层和金属栅叠加形成HKMG(高K金属栅技术)。优选地,第一源/漏区和第二源/漏区均为p-SiGe。本专利技术还提供一种PMOS晶体管的制备方法,包括以下步骤:提供衬底;在衬底上形成栅堆叠,以及在栅堆叠的两侧分别形成第一源/漏区和第二源/漏区;沉积第三金属层,并进行第一次退火处理,将第三金属层形成富金属相层,并去除未反应的第三金属层;沉积金属层,并进行第二次退火处理,将富金属相层形成金属硅化物层,其中,金属硅化物层与第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒低于金属层与第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒。优选地,在栅堆叠的顶部和侧壁形成间隔物;沉积第三金属层前,在已形成的结构上沉积一层氧化物隔层;并自氧化物隔层的顶部向下刻蚀接触孔,接触孔与第一源/漏区或第二源/漏区对应。优选地,在衬底上形成栅堆叠前,在衬底中形成浅沟道隔离,浅沟道隔离位于第一源/漏区和第二源/漏区的外侧。优选地,在形成接触孔后且在沉积第三金属层之前,在已形成的结构上注入B。优选地,在第一次退火处理,将第三金属层形成富金属相层后,且在沉积金属层前,在已形成的结构上注入B。优选地,注入B时的能量为0.5至2keV,剂量为1*1015cm-3至1*1016cm-3。优选地,第三金属层为Ni(Pt)(镍(铂)),金属硅化物层为Ni(Pt)SiGe。优选地,第三金属层的层厚为1至5纳米。优选地,金属层为Ti或TiN。优选地,金属层的层厚为5至10纳米。优选地,金属层包括第一金属层,以及叠置在第一金属层上的第二金属层;其中,第一金属层为Ti,所述第二金属层为TiN。优选地,第一金属层的层厚为5至10纳米,第二金属层的层厚为5至10纳米。优选地,第一次退火处理的退火温度为200至300摄氏度,退火时间为30至60秒。优选地,第二次退火处理的退火温度为400至600摄氏度,退火时间为10至30秒。同时,本专利技术还提供一种电子设备,包括上述的任一种PMOS晶体管形成的集成电路。综上所述,本专利技术所述的PMOS晶体管,在金属层与第一源/漏区、第二源/漏区之间,分别插入了一层超薄的金属硅化物层,即形成了金属层、金属硅化物层以及第一源/漏区或第二源/漏区接触,同时,金属硅化物层与第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒低于金属层与第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒;相比于现有PMOS晶体管中形成的金属层与第一源/漏区或第二源/漏区接触,能够有效降低PMOS晶体管中源漏区接触电阻,同时,在金属硅化物层分别与第一源/漏区、第二源/漏区的界面处引入B的分凝,相比于金属层分别与第一源/漏区、第二源/漏区的界面之间,B在金属硅化物层分别与第一源/漏区、第二源/漏区的界面处存在显著的分凝,可进一步降低接触电阻率。本专利技术所述的PMOS晶体管的制备方法,在已形成的结构上沉积金属层,形成金属与半导体之间的接触前,先沉积一层第三金属层,第三金属层的功函数高于金属层的功函数,这样,第三金属层与第一源/漏区、第二源/漏区之间的功函数差值较小,即能够成形较低的肖特基势垒,能够有效降低源漏区接触电阻,并在金属硅化物层分别与第一源/漏区、第二源/漏区的界面处引入B的分凝,可进一步降低接触电阻率。同时,本专利技术还提供一种电子设备,电子设备采用了上述任一种POMS晶体管,因此相应具有同样的有益效果。附图说明图1是本专利技术中提供衬底,并在衬底中形成浅沟道隔离结构示意图;图2是本专利技术中形成栅堆叠、间隔物、第一源/漏区和第二源/漏区后结构示意图;图3是本专利技术中刻蚀接触孔后结构示意图;图4是本专利技术中沉积第一金属后结构示意图;图5是本专利技术中去除未反应的第一金属后结构示意图;图6是本专利技术的一实施例中PMOS晶体管结构示意图;图7是本专利技术的另一实施例中PMOS晶体管结构示意图。其中,1为衬底,2为第一源/漏区,3为第二源/漏区,4为沟道区,5为栅堆叠,6为金属硅化物层,7为金属层,70为第一金属层,71为第二金属层,8为间隔物,9为浅沟道隔离,10为氧化物隔层,11为接触孔,12为第三金属层。具体实施方式下面结合附图说明根据本专利技术的具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PMOS晶体管,其特征在于,包括:衬底,/n依次叠置在所述衬底上且彼此邻接的第一源/漏区、沟道区和第二源/漏区,围绕在所述沟道区的外围形成有栅堆叠;/n其中,在所述第一源/漏区和第二源/漏区上叠置有金属硅化物层,并在所述金属硅化物层上叠置有金属层;/n所述金属硅化物层与所述第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒低于所述金属层与所述第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒。/n

【技术特征摘要】
1.一种PMOS晶体管,其特征在于,包括:衬底,
依次叠置在所述衬底上且彼此邻接的第一源/漏区、沟道区和第二源/漏区,围绕在所述沟道区的外围形成有栅堆叠;
其中,在所述第一源/漏区和第二源/漏区上叠置有金属硅化物层,并在所述金属硅化物层上叠置有金属层;
所述金属硅化物层与所述第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒低于所述金属层与所述第一源/漏区、第二源/漏区之间形成的肖特基势垒。


2.根据权利要求1所述的PMOS晶体管,其特征在于,所述金属硅化物层、第一源/漏区和第二源/漏区内均掺杂有B,且所述金属硅化物层内B的分布浓度,与所述第一源/漏区和第二源/漏区内B的分布浓度不同。


3.根据权利要求2所述的PMOS晶体管,其特征在于,还包括间隔物,所述间隔物围绕在所述栅堆叠的外围;
氧化物隔层,所述氧化物隔层形成在所述衬底、间隔物上,所述氧化物隔层顶部叠置有所述金属层;
接触孔,所述接触孔由所述氧化物隔层的顶部向下延伸,并与所述第一源/漏区和第二源/漏区相对,所述接触孔的侧壁上沉积有所述金属层。


4.根据权利要求2所述的PMOS晶体管,其特征在于,还包括浅沟道隔离,所述浅沟道隔离嵌于所述衬底中,且位于所述第一源/漏区和第二源/漏区的外侧。


5.根据权利要求2所述的PMOS晶体管,其特征在于,所述金属硅化物层为Ni(Pt)SiGe。


6.根据权利要求2所述的PMOS晶体管,其特征在于,所述金属硅化物层的层厚为1至5纳米。


7.根据权利要求2所述的PMOS晶体管,其特征在于,所述金属层为Ti或TiN。


8.根据权利要求7所述的PMOS晶体管,其特征在于,所述金属层的层厚为5至10纳米。


9.根据权利要求2所述的PMOS晶体管,其特征在于,所述金属层包括第一金属层,以及叠置在所述第一金属层上的第二金属层,其中,所述第一金属层为Ti,所述第二金属层为TiN。


10.根据权利要求9所述的PMOS晶体管,其特征在于,所述第一金属层的层厚为5至10纳米,所述第二金属层的层厚为5至10纳米。


11.根据权利要求2所述的PMOS晶体管,其特征在于,所述栅堆叠包括高介电常数层和金属栅,由所述高介电常数层和所述金属栅叠加形成HKMG。


12.根据权利要求1所述的PMOS晶体管,其特征在于,所述第一源/漏区和第二源/漏区均为p-SiGe。


13.一种PMOS晶体管的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供衬底;
在所述衬底上形成栅堆叠,以及在所述栅堆叠的两侧分别形成第一源/漏区和第二源/漏区;
沉积第三金属层...

【专利技术属性】
技术研发人员:毛淑娟罗军许静
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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