一种硅化镍层形成方法及半导体器件形成方法，其中，所述硅化镍层形成方法包括：提供衬底，在所述衬底表面形成硅化二镍层；在所述硅化二镍层表面形成含有氢离子的氮化硅层；对所述硅化二镍层进行第二退火处理，形成硅化镍层。在进行第二退火处理形成硅化镍层之前，在所述硅化二镍层表面形成含有氢离子的氮化硅层，在进行第二退火处理时，所述氮化硅层中的氢离子会扩散到硅化二镍层中，使得最终形成的硅化镍层内含有氢离子，可有效的降低硅化镍层的电阻，降低电路的RC延迟。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种。
技术介绍
随着半导体器件集成度不断增大，与半导体器件相关的临界尺寸不断减小，器件的寄生电阻和寄生电容对器件性能的影响变得越来越显著，RC(电阻、电容)延迟变得越来越大，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。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MOS晶体管的栅极、源极、漏极的电阻，包括薄层电阻和接触电阻，进而降低RC延迟时间。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栅极接触区、源极接触区、漏极接触区，由于具有较小的接触电阻和薄层电阻、较小的硅消耗、容易达到较窄的线宽，硅化镍被视为一种较为理想的金属硅化物。但是半导体器件的尺寸还在不断地缩小，硅化镍层的电阻对器件电学性能的影响也越来越显著，如何减小硅化镍层的电阻变得越来越重要。在现有技术中，形成硅化镍层的工艺包括提供基底，所述基底内形成有离子掺杂区，所述离子掺杂区为MOS晶体管的源极、漏极和/或栅极；在所述离子掺杂区表面形成有镍金属层；对所述镍金属层进行两次退火处理，形成硅化镍层。由于所述镍金属层表面很容易被氧化形成氧化镍层，所述氧化镍层会提高最终形成的硅化镍层的薄层电阻，本领域技术人员通过在所述镍金属层表面形成氮化钛/钛来隔离所述镍金属层和外界气体，防止所述镍金属层表面被氧化形成氧化镍层。更多关于低电阻的硅化镍层的形成方法请参考公开号为US 2005/0176247A1的美国专利文献。但是现有技术的方法仍然不能有效地降低硅化镍层的电阻。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，可以有效的降低硅化镍层的电阻，减小了电路的RC延迟。为解决上述问题，本专利技术技术方案提供了一种硅化镍层形成方法，包括提供衬底，在所述衬底表面形成硅化二镍层；在所述硅化二镍层表面形成含有氢离子的氮化硅层；对所述硅化二镍层进行第二退火处理，形成硅化镍层。可选的，所述含有氢离子的氮化硅层中氢离子的含量范围为lE15atom/cm2 lE25atom/cm2。可选的，形成所述含有氢离子的氮化硅层的工艺包括利用化学气相沉积工艺在所述硅化二镍层表面形成氮化硅层，对所述氮化硅层进行氢离子注入形成含有氢离子的氮化娃层。可选的，形成所述含有氢离子的氮化硅层的工艺为等离子体增强化学气相沉积。可选的，利用等离子体增强化学气相沉积形成所述氮化硅层的具体工艺参数包括基板温度范围为300°C 500°C，气压范围为Itorr lOtorr，电极的功率范围为50W 400W。可选的，利用等离子体增强化学气相沉积形成所述氮化硅层的反应气体包括氨气和硅烷、或包括氮气和硅烷、或包括氨气、氮气和硅烷。可选的，当形成所述氮化硅层的反应气体包括氨气、氮气和硅烷时，所述硅烷的流率为50sccm 200sccm,所述氨气的流率为200sccm IOOOsccm,所述氮气的流率为 500sccm 2000SCCm。可选的，所述含有氢离子的氮化硅层的厚度范围为200A 800A。可选的，形成所述硅化二镍层的方法包括在所述衬底表面形成含镍金属层，在所述含镍金属层表面形成隔离层；对所述含镍金属层进行第一退火处理，除去所述隔离层和未反应的含镍金属层，在所述衬底表面形成娃化二镍层。可选的，所述含镍金属层包括镍和合金金属。可选的，所述合金金属为钨、钽、锆、钛、铪、钼、钯、钒、铌、钴其中一种或几种的组八口 ο可选的，所述合金金属占含镍金属层的原子百分比的范围为0% 10%。可选的，所述合金金属为钼，所述钼占含镍金属层的原子百分比的范围为5% 10%。 可选的，所述隔离层为氮化钛层。本专利技术技术方案还提供了一种半导体器件形成方法，包括提供半导体衬底，在所述半导体衬底表面形成栅极结构，在所述栅极结构两侧的半导体衬底内形成源/漏区；在所述栅极结构、源/漏区表面形成含镍金属层，在所述含镍金属层表面形成隔离层；对所述含镍金属层进行第一退火处理后，除去所述隔离层和未反应的含镍金属层，形成硅化二镍层；在所述硅化二镍层表面形成含有氢离子的氮化硅层；对所述硅化二镍层进行第二退火处理，形成硅化镍层。可选的，当所述半导体器件为NMOS晶体管时，还包括，在进行第二退火处理后，对所述含有氢离子的氮化硅层进行紫外线辐射，形成具有拉伸应力的氮化硅层。可选的，所述紫外线辐射的工艺参数包括温度为350°C 500°C，辐射的时间为 Imin IOmin0可选的，所述紫外线辐射的伴随气体为氮气，所述氮气的流率为5 O O O s c cm 20000sccm,气压为 Itorr IOtorr0可选的，当所述半导体器件为PMOS晶体管时，还包括，除去所述含有氢离子的氮化硅层，在所述硅化镍层表面形成具有压缩应力的氮化硅层。可选的，形成所述含有氢离子的氮化硅层的工艺包括利用化学气相沉积工艺在所述硅化二镍层表面形成氮化硅层，对所述氮化硅层进行氢离子注入形成含有氢离子的氮化娃层。可选的，形成所述含有氢离子的氮化硅层的工艺为等离子体增强化学气相沉积。可选的，所述含有氢离子的氮化硅层中氢离子的含量范围为lE15atom/cm2 lE25atom/cm2。可选的，所述含有氢离子的氮化硅层的厚度范围为200A-800A。可选的，所述含镍金属层包括镍和合金金属。可选的，所述合金金属为钨、钽、锆、钛、铪、钼、钯、钒、铌、钴其中一种或几种的组八口 ο可选的，所述合金金属占含镍金属层的原子百分比的范围为0% 10%。可选的，所述隔离层为氮化钛层。与现有技术相比，本专利技术实施例具有以下优点对所述硅化二镍层进行第二退火处理形成硅化镍层之前，在所述硅化二镍层表面形成含有氢离子的氮化硅层，在进行第二退火处理时，所述氮化硅层中的氢离子会扩散到硅化二镍层中，所述含有氢离子的硅化镍层会降低硅化镍层和硅衬底的界面粗糙度，降低硅化镍层与硅衬底的接触电阻，且所述含有氢离子的硅化镍层还会减少晶界的数量，减少晶界的缺陷，降低硅化镍层的薄层电阻，从而降低了硅化镍层的电阻，降低了电路的RC延迟。进一步的，在本专利技术实施例中，利用等离子体增强化学气相沉积工艺形成含有氢离子的氮化硅层，氮化硅层中氢离子的含量很高，可有效降低硅化镍层的电阻。 进一步的，用于形成硅化镍层的含镍金属层内含有合金金属，含有少量合金金属的含镍金属层退火形成硅化镍层所需的退火温度较低，退火时间较短，与未含有合金金属的镍金属层相比，所述含有合金金属的含镍金属层经过退火，不容易形成电阻较大的二硅化镍，也有利于降低硅化镍层的薄层电阻。进一步的，所述含有氢离子的氮化硅层经过紫外线辐射，可形成具有拉伸应力的氮化硅层，可提高NMOS晶体管沟道区中的载流子的迁移速度，提高NMOS晶体管的电学性能。所述具有拉伸应力的氮化硅层还可以作为形成通孔时的刻蚀阻挡层。附图说明图1为本专利技术实施例的硅化镍层形成方法的流程示意图2至图6为本专利技术实施例的硅化镍层形成方法的剖面结构示意图7、图8为掺杂有氢离子的硅化镍层和未掺杂有氢离子的硅化镍层的薄层电阻的测试结果对比图9为本专利技术实施例的半导体器件形成方法的流程示意图10至图16为本专利技术实施例的半导体器件形成方法的剖面结构示意图。具体实施方式由于现有技术不能有效的解决降低硅化镍层的电阻，使得电路的R本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅化镍层形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，在所述衬底表面形成硅化二镍层；在所述硅化二镍层表面形成含有氢离子的氮化硅层；对所述硅化二镍层进行第二退火处理，形成硅化镍层。
【技术特征摘要】
1.一种娃化镍层形成方法，其特征在于，包括提供衬底，在所述衬底表面形成硅化二镍层；在所述硅化二镍层表面形成含有氢离子的氮化硅层；对所述硅化二镍层进行第二退火处理，形成硅化镍层。2.如权利要求1所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，所述含有氢离子的氮化硅层中氢!离子的含量范围为lE15atom/cm2 lE25atom/cm2。3.如权利要求1所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，形成所述含有氢离子的氮化硅层的工艺包括利用化学气相沉积工艺在所述硅化二镍层表面形成氮化硅层，对所述氮化硅层进行氢离子注入形成含有氢离子的氮化硅层。4.如权利要求1所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，形成所述含有氢离子的氮化硅层的工艺为等离子体增强化学气相沉积。5.如权利要求4所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，利用等离子体增强化学气相沉积形成所述氮化硅层的具体工艺参数包括基板温度范围为300°C 500°C，气压范围为Itorr IOtorr,电极的功率范围为50W 400W。6.如权利要求4所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，利用等离子体增强化学气相沉积形成所述氮化娃层的反应气体包括氨气和娃烧、或包括氮气和娃烧、或包括氨气、氮气和娃烧。7.如权利要求6所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，当形成所述氮化硅层的反应气体包括氨气、氮气和娃烧时，所述娃烧的流率为50sccm 200sccm,所述氨气的流率为200sccm IOOOsccm,所述氣气的流率为 500sccm 2000sccm。8.如权利要求1所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，所述含有氢离子的氮化硅层的厚度范围为200A 800A。9.如权利要求1所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，形成所述硅化二镍层的方法包括在所述衬底表面形成含镍金属层，在所述含镍金属层表面形成隔离层；对所述含镍金属层进行第一退火处理，除去所述隔离层和未反应的含镍金属层，在所述衬底表面形成硅化二镍层。10.如权利要求9所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，所述含镍金属层包括镍和合金金属。11.如权利要求10所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，所述合金金属为钨、钽、锆、钛、铪、钼、钯、钒、铌、钴其中一种或几种的组合。12.如权利要求10所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，所述合金金属占含镍金属层的原子百分比的范围为0% 10%。13.如权利要求10所述的硅化镍层形成方法，其特征在于，所述合金金属为钼，所述钼占含镍金属层的原子百分比的范围为5% 10%。14.如权利要求9所述的硅化镍层形成方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍宇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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