[发明专利]用于在尺寸窄的栅极叠层内形成热稳定的硅化物的结构及方法

权利要求书

1.一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤：

提供晶片，所述晶片包含：半导体衬底；形成于所述衬底之上的栅极叠层，所述栅极叠层包括具有小于或等于65nm的宽度的半导体栅极导体；以及覆盖着所述栅极导体的侧壁而使所述栅极导体的顶表面保留为露出的电介质间隔件；

将所述电介质间隔件下拉至下拉间隔件高度，以使所述半导体栅极导体的所述侧壁的上部露出；

在所述晶片之上，至少在所述半导体栅极导体的露出顶表面及其侧壁的上部之上形成金属薄层，所述金属薄层包含Ni和Pt；

执行形成退火使得所述金属薄层与所述栅极导体反应以形成单硅化物层；

去除所述金属薄层的未反应部分；以及

在去除了所述金属薄层的所述未反应部分之后，在比所述形成退火高的温度下执行偏析退火，使得至少50%的Pt位于在所述单硅化物层的顶表面与所述下拉间隔件高度之间的所述单硅化物层的下半部分内的偏析区中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属薄层包含至少5%的Pt。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述形成退火在250℃~450℃的温度下执行。

3．根据权利要求1所述的方法，其中所述形成退火还包括两步骤形成退火。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述两步骤形成退火的第一步骤在250℃~350℃的范围内的温度下执行。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述两步骤形成退火的第二步骤在360℃~450℃的范围内的温度下执行。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述偏析退火在450℃~550℃的范围内的温度下执行。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述电介质间隔件具有为所述栅极导体的厚度的至少1/10的宽度。

8.根据权利要求3所述的方法，其中所述去除所述金属薄层的未反应部分的步骤在所述两步骤形成退火的第一步骤之后执行。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述形成退火使用单步骤快速热退火来执行。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述Pt沿着所述单硅化物层的垂直长度的分布在所述偏析区内具有峰值浓度，以及所述偏析区在所述峰值浓度的一半处的宽度比在所述单硅化物层的所述顶表面与所述下拉间隔件高度之间的距离的50%小。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属薄层具有的厚度使得在所述下拉间隔件高度之上的所述半导体栅极导体全部在所述形成退火期间被消耗掉。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属薄层具有厚度，以及所述半导体栅极导体的所述侧壁的露出的上部具有至少与所述金属薄层的所述厚度一样大的高度。

13.一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括以下步骤：

提供晶片，所述晶片包含：半导体衬底；形成于所述衬底之上的栅极叠层，所述栅极叠层包括具有小于或等于65nm的宽度的半导体栅极导体；以及覆盖着所述栅极导体的侧壁而使所述栅极导体的顶表面保留为露出的电介质间隔件；

将所述电介质间隔件下拉至下拉间隔件高度；

在所述晶片之上，至少在所述半导体栅极导体的露出的顶表面及其侧壁的上部之上形成金属薄层，所述金属薄层包含镍和第二金属；

执行形成退火使得所述金属薄层与所述栅极导体反应以形成单硅化物层；

去除所述金属薄层的未反应部分；以及

在去除了所述金属薄层的所述未反应部分之后，在比所述形成退火高的温度下执行偏析退火，使得至少50%的第二金属位于在所述单硅化物层的顶表面与所述下拉间隔件高度之间的所述单硅化物层的下半部分内的偏析区中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二金属选自包含Pt、Pd和Re的组。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二金属包含至少5%的Pt。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述电介质间隔件具有为所述栅极导体的厚度的至少1/10的宽度。