半导体结构、半导体器件及其形成方法技术

本公开的实施例提供了半导体器件的实施例。在一个实施例中，半导体器件包括栅极结构、与栅极结构相邻的源极/漏极部件、位于源极/漏极部件上方的第一介电层、位于栅极结构和第一介电层上方的蚀刻停止层、位于蚀刻停止层上方的第二介电层、包括延伸穿过第一介电层的第一部分和延伸穿过蚀刻停止层和第二介电层的第二部分的源极/漏极接触件、设置在第二部分和蚀刻停止层之间的金属硅化物层以及设置在第一部分和第一介电层之间的金属氮化物层。本申请的实施例提供了半导体结构、半导体器件及其形成方法。形成方法。形成方法。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构、半导体器件及其形成方法


[0001]本申请的实施例涉及半导体结构、半导体器件及其形成方法。

技术介绍

[0002]半导体集成电路(IC)工业经历了快速增长。IC材料和设计的技术进步产生了多代IC，其中，每一代都具有比先前一代更小且更复杂的电路。在IC演进过程中，随着几何尺寸(即，可使用制造工艺创建的最小组件(或线))的减小，功能密度(即，单位芯片面积中的互连器件的数量)通常在增加。这种规模缩小工艺通常通过增加产量效率和降低相关成本来提供很多益处。这种按比例缩小工艺也增大了加工和制造IC的复杂度。
[0003]例如，随着集成电路(IC)技术朝着更小的技术节点发展，将源极/漏极串联电阻控制在可容忍的极限内变得更加困难。具体而言，铜塞技术难以跟上激进的器件性能。因此，尽管现有的接触塞结构通常对于其预期目的是令人满意的，但是它们并不是在所有方面都令人满意。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供了一种半导体器件，包括：栅极结构；源极/漏极部件，与所述栅极结构相邻；第一介电层，位于所述源极/漏极部件上方；蚀刻停止层，位于所述栅极结构和所述第一介电层上方；第二介电层，位于所述蚀刻停止层上方；源极/漏极接触件，包括：第一部分，延伸穿过所述第一介电层，和第二部分，延伸穿过所述蚀刻停止层和所述第二介电层；金属硅化物层，设置在所述第二部分和所述蚀刻停止层之间；以及金属氮化物层，设置在所述第一部分和所述第一介电层之间。
[0005]本申请的实施例提供了一种半导体结构，包括：源极/漏极部件；第一介电层，位于所述源极/漏极部件上方；第二介电层，位于所述第一介电层上方；源极/漏极接触件，包括：第一部分，延伸穿过所述第一介电层，和第二部分，延伸穿过所述第二介电层；导电阻挡层，设置在所述第一部分和所述第一介电层之间；介电阻挡层，设置在所述导电阻挡层和所述第一介电层之间；以及金属硅化物层，设置在所述第二介电层和所述第二部分之间并与之接触。
[0006]本申请的实施例还提供一种方法，包括：接收工件，所述工件包括：栅极结构，源极/漏极部件，与所述栅极结构相邻，底部蚀刻停止层，位于所述源极/漏极部件上方，第一介电层，位于所述底部蚀刻停止层上方，和第二介电层，位于所述第一介电层上方；形成穿过所述底部蚀刻停止层、所述第一介电层和所述第二介电层以暴露所述源极/漏极部件的源极/漏极接触开口，在所述工件上方共形地沉积介电阻挡层；对所述介电阻挡层开槽以暴露所述工件的面向顶部的表面；在对所述介电阻挡层开槽之后，在所述工件上方共形地沉积金属层；在共形地沉积所述金属层之后，对所述工件执行退火工艺以形成金属氮化物层；回蚀刻所述金属氮化物层；以及在所述回蚀刻之后，在所述金属氮化物层上方形成接触塞。
附图说明
[0007]当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本专利技术的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。还应强调的是，所附附图仅示出了本专利技术的典型实施例，因此不应视为对本专利技术范围的限制，因为本专利技术可以同样很好地应用于其他实施例。
[0008]图1是示出根据本公开的一个或多个方面的制造半导体器件的方法的流程图。
[0009]图2
‑
图12示出根据本公开的一个或多个方面的在图1的方法中的各个制造阶段的工件的局部截面图。
具体实施方式
[0010]以下公开内容提供了许多不同的实施例或实例，以用于实现所提供主题的不同特征。在下面描述元件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不意欲限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之间的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。而且，本专利技术在各个实例中可以重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简明和清楚，但是其本身没有指明所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0011]为了便于描述，本文中可以使用诸如“在
…
下方”、“在
…
下面”、“下部”、“在
…
上面”、“上部”等的空间关系术语，以描述如图中所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。空间关系术语旨在包括除了在图中所描述的方向之外的使用或操作中的器件的不同方向。装置可以以其他方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空间关系描述符可以同样地作相应地解释。
[0012]此外，当用“约”、“近似”等描述数值或数值的范围时，该词语旨在涵盖在合理范围内的数字，考虑到如本领域普通技术人员所理解的在制造期间固有地产生的变化。例如，基于与制造具有与数值相关联的部件相关的已知制造公差，数值或数值范围涵盖包括所述数值的合理范围，诸如在所述数值的+/
‑
10％以内。例如，厚度为“约5nm”的材料层可以涵盖4.25nm至5.75nm的尺寸范围，其中本领域普通技术人员已知与沉积材料层相关的制造公差为+/
‑
15％。另外，本专利技术可以在各个实例中重复附图标号和/或字母。这种重复仅是为了简明和清楚，其自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0013]本公开总体涉及用于半导体器件的接触结构，并且更具体地涉及源极/漏极接触结构。
[0014]随着IC器件发展到更小的技术节点，将源极/漏极串联电阻控制在可容忍的极限内变得更加困难。由于尺寸减小导致电流密度增加，因此对低电阻的需求提出了巨大的挑战。据估计，在当前技术中，串联电阻会使饱和电流降低40％或更多。最重要的是，由于缩放，互连件电阻的增加预计将需要器件接触件的更低的电阻值。为了在漏极电流中最大化高迁移率沟道的优势，降低接触电阻变得很重要。用作接触部件材料的铜不太可能满足苛刻的接触电阻器件性能要求。
[0015]本公开提供了用于形成接触结构以改善源极/漏极区域处的接触电阻(Rcsd)的方
法。在示例性实施例中，接收工件。工件包括栅极结构、与栅极结构相邻的源极/漏极部件、位于源极/漏极部件上方的第一介电层、位于第一介电层上方的蚀刻停止层以及位于蚀刻停止层上方的第二介电层。穿过第二介电层、蚀刻停止层和第一介电层形成源极/漏极接触开口以暴露源极/漏极部件。介电阻挡层沉积在工件上方，并且介电阻挡层被开槽以暴露源极/漏极部件。然后将金属层沉积在工件上方，包括在暴露的源极/漏极部件上。在将工件退火以从金属层和介电阻挡层形成金属氮化物层之后，回蚀刻金属氮化物层，直到金属氮化物层和栅极结构的顶面共面。回蚀刻工艺包括使用光子辅助注入来注入锗并在第二介电层上形成硅化物层。然后在源极/漏极接触开口中形成可以包括钴的源极/漏极接触塞。源极/漏极接触塞包括延伸穿过第一介电层的第一部分以及延伸穿过蚀刻停止层和第二介电层的第二部分。由于金属氮化物层的回蚀刻，第二部分比第一部分宽，当在源极/漏极接触塞上方形成接触部件时，这改善了金属填充本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：栅极结构；源极/漏极部件，与所述栅极结构相邻；第一介电层，位于所述源极/漏极部件上方；蚀刻停止层，位于所述栅极结构和所述第一介电层上方；第二介电层，位于所述蚀刻停止层上方；源极/漏极接触件，包括：第一部分，延伸穿过所述第一介电层，和第二部分，延伸穿过所述蚀刻停止层和所述第二介电层；金属硅化物层，设置在所述第二部分和所述蚀刻停止层之间；以及金属氮化物层，设置在所述第一部分和所述第一介电层之间。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属氮化物层包括氮化钛。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述金属硅化物层包括硅化钛。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述源极/漏极接触件包括钴。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述源极/漏极接触件基本上由钴构成。6.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：介电阻挡层，夹在所述金属氮化物层和所述第一介电层之间。7.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，所述介电阻挡层包括氮化硅。8.根据权利要求6所述的半导体器件，其中，所述金属硅化物层与所述源极/漏极接触件的第二部分直接接触。9.一种半导体结构，包括：源极/漏极...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志轩，陈玺中，廖志腾，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：