[发明专利]在硅锗层上形成镍自对准硅化物的工艺方法无效

申请号：	201310258323.6	申请日：	2013-06-26
公开（公告）号：	CN103337452A	公开（公告）日：	2013-10-02
发明（设计）人：	蔡俊晟;孔祥涛;韩晓刚;陈建维;张旭升	申请（专利权）人：	上海华力微电子有限公司
主分类号：	H01L21/283	分类号：	H01L21/283;H01L21/265
代理公司：	上海思微知识产权代理事务所(普通合伙) 31237	代理人：	陆花
地址：	201203 上海市***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	硅锗层上形成对准硅化物工艺方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及半导体集成电路及其制造领域，特别涉及一种在硅锗层上形成镍自对准硅化物的工艺方法。

背景技术

镍自对准硅化物（Ni-salicide）工艺既可以有效降低源漏栅区导通电阻，又可以降低这些区域的接触电阻，已成为COMS生产流程的重要环节。通常，Ni-salicide由镍铂（NiPt）与硅（Si）衬底反应而成，具有反应温度低，形成的Ni-salicide电阻低，膜质均匀等优点。在NiPt与Si层进行快速退火后，由于Si独有的晶体结构，形成的Ni-salicide可能会沿着Si周期性晶格的特定方向生长，形成倒刺型结构，这会导致器件短路的发生，从而造成器件失效，Si层非晶化的工艺通过打乱Si的晶格结构，有效的防止这一现象的发生。

近年来，由于硅锗（SiGe）衬底的高空穴迁移率等优点，被广泛的应用在p-MOSFET的源漏极，在SiGe层形成Ni-salicide的步骤通常如图1a-1c所示。图1a为一形成有硅锗源/漏极101和102以及栅极103的半导体衬底；参考图1b，在硅锗层上沉积镍铂层104；之后进行第一次退火，所述硅锗层101和102与镍铂层104反应生成Ni-salicide，湿法去除未反应的金属后进行第二次退火，形成最终的镍自对准硅化物，如图1c所示。

尽管SiGe层的引入提高了器件的性能，但是它与NiPt形成Ni-salicide的条件与Si层形成Ni-salicide的条件不同，如在Si层生长Ni-salicide第一次退火的温度在280℃-300℃，在湿法去除未反应金属后，进行第二次退火，温度为500℃；在SiGe层生长Ni-salicide第一次退火的温度在300℃-350℃，湿法去除未反应金属后第二次退火的温度为500℃。第一次退火的温度差可以达到20℃-50℃。另外，SiGe与NiPt和Si与NiPt形成的Ni-salicide方块电阻阻值差别可以达到50%，对于镍硅化物（NiSi）电阻是12欧姆/方块，镍硅锗化物（NiSiGe）则为8欧姆/方块。特别的，SiGe与NiPt形成的Ni-salicide膜在退火后还会有结块，Ge扩散至膜表面等现象，导致薄膜的均匀性大大降低，使器件的电学性能变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在硅锗层上形成镍自对准硅化物的工艺方法，从而降低工艺的退火温度，避免在硅锗层上形成的镍自对准硅化物在退火后结块或锗扩散至表面导致的膜质不均匀等现象。

本发明的技术方案是一种在硅锗层上形成镍自对准硅化物的工艺方法，包括以下步骤：

提供一半导体衬底，所述半导体衬底上形成有栅极以及硅锗源/漏级；

在硅锗层上外延一层硅；

对外延硅层进行非晶化处理；

在外延硅层上沉积镍铂层；

对外延硅层和镍铂层进行第一次快速退火；

湿法去除未反应的镍；

对外延硅层和镍铂层进行第二次快速退火。

进一步的，所述非晶化处理采用的材料为硅、锗或硅和锗的混合物。

进一步的，所述非晶化处理采用选择性离子注入方法。