CN113675191B 半导体器件及其制造方法 （台湾积体电路制造股份有限公司）

US2016197075A1,2016US2017365527A1,201US2009280641A1,2009.1US2018130704A1,2018.US2019067013A1,2019.0公开了具有不同配置的接触结构的半导体三元化合物层和S/D区域之间的界面处。接触结构包括设置在S/D区域上的三元化合物层、设置在三元化合物层上的功函金属(WFM)硅化物层以2偶极子层，设置在所述三元化合物层与所述源极/漏极区域之间和所述功函金属硅化4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，面向所述三其中，面向所述功函金属硅化物层的所述三元化合物层的第二表面包括非小平面表6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，面向3所述三元化合物簇和所述合并的源极/漏极区域上的功函金属硅化物层以及设置在所述功12.根据权利要求11所述的半导体器件，其中，所述三元化合物簇包括锆基三元化合三元化合物层与所述源极/漏极区域之间和所述掺杂的功函金属硅化物层与所述源极/漏20.根据权利要求17所述的方法，还包括在所述掺杂的功函金属硅化物层上沉积氮化4包括平面MOSFET和鳍式场效应晶体管（finFET）的金属氧化物半导体场效应晶体管[0013]图6A至图17B示出了根据一些实施例的在制造工艺的各个阶段处的具有接触结构5能类似和/或结构类似的元件。除非另有说明，否则对具有相同批注的元件的讨论彼此适[0015]以下公开提供了许多用于实现所提供的主题的不同特征的不同的实施例或示或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作工艺中的不同方位。装置可以以其它方式定位（旋转90度或在其它方位并且在本文中使用的空间相对描述符可以同样地作相应地解释。语或措辞将由相关领域的技术人员根据本文的小硅化物层与S/D区域的材料的功函值之间的差可以减小S/D区域与S/D接触结构之间的6PFET的S/D接触结构由彼此不同的硅化物层形成以减小S/D接触结构与S/D区域的不同材料的金属低的电负性值的金属掺杂硅化物层来形成偶极子层和/或三元化合物层。金属掺杂剂可以引起在金属掺杂剂和S/D区域的半导体元素之间形成偶极子。金属掺杂剂还可以引偶极子层和/或三元化合物层的FET相比，这种界面偶极子层和/或三元化合物层的形成可以将FET的接触电阻减小约50％至约70并且因[0024]参考图1A，FET100可以包括设置在鳍结构106上的栅极结构112的阵列和设置在鳍结构106的未由栅极结构112覆盖的部分上的S/D区域110的阵列（图1A中可见S/D区域110与相邻结构充分电隔离。延伸。[0026]参考图1B至图1C，FET100可以包括栅极结构112、S/D区域110和设置SiGeOxx2O34227物层132可以与金属基衬垫135的堆叠件形成角度A和B。角度A和B可以彼此类似或不同，并包括功函值比S/D区域110的材料的价带边缘能量更接近于导带边缘能量的金属或金属硅xSiyxSiyxSiyxSiyxSiyxSiy的材料的导带边缘能量更接近价带边缘能量的金属或金属硅化物。例如，金属或金属硅化中，对于PFET100，WFM硅化物层132的金属硅化物可以包括硅化镍（NixSiy）、硅化钴xSiyxSiyxSiyxSiy合。8110处的偶极子层144中引起带电偶极子的形成。偶极子层144可以包括来自S/D区域110的[0033]偶极子层144中的偶极子在界面132-110处生成的电场可以减小WFM硅化物层132物层132和S/D区域110之间的SBH相比，WFM硅化物层132和S/D区域110之间的SBH可以减小的偶极子的浓度与WFM硅化物层132和/或界面132-110中的掺杂剂的浓度成正比。WFM硅化物层132和/或界面132-110中的掺杂剂的浓度可以在约1原子百分比至约10原子百分比的范围内。低于该范围的掺杂剂浓度可能不会引起偶极子层144中的偶极子的形成。另一方定性比Zr掺杂剂低，这可能导致更大量的非Zr基过渡掺杂剂从界面132-110扩散并且进入化物层132中，并且可以具有掺杂剂浓度分布150。分布150的峰值掺杂剂浓度可以与界面浓度与界面132-110处的偶极子的浓度成正比，因此分布146的偶极子层144中的偶极子浓度可以大于分布148和150的偶极子层144中的偶极子浓度，并且分布148的偶极子层144中物层132和S/D区域110之间的SBH可以低于分布148和150的WFM硅化物层132和S/D区域110之间的SBH，并且分布148的WFM硅化物层132和S/D区域110之间的SBH可以低于分布150的基过渡金属的组合时可以具有分布146和19和第二衬垫140。如下面详细描述的，第一衬垫138可以是用于形成WFM硅化物层132的源层的部分，并且可以包括WFM硅化物层132的金属或者可以包括WFM硅化物层132的金属的氧化且可以包括WFM硅化物层132中的掺杂剂的过渡金属或可以包括掺杂剂的金属的氧化物。在一些实施例中，第一衬垫138和/或第二衬垫140可能不存在于金属基衬垫135的堆叠件中，挡层142可以包括氮化物材料，并且可以减少或防止氧原子从ILD层118A-118B扩散到接触[0037]在一些实施例中，当在包括高温退火工艺的掺杂工艺中用Zr金属掺杂WFM硅化物杂剂可以在高温退火工艺期间与S/D区域110的Si原子和WFM硅化物层132的金属原子相互层133可以在ZTC层133和S/D区域110之间的界面处（在本文中也称离子和来自S/D区域110的硅离子的Zr-Si偶极层132和S/D区域110之间的SBH减小约35％至约70并且因此减小S/D接触结构120和S/D些实施例中，面向WFM硅化物层132和S/D区域110的ZTC层133的表面可以是非小平面的表域110内并且与S/D区域110的表面11成ZTC层133之前的WFM硅化物层132中的Zr掺杂剂的浓度。厚度T1和WFM硅化物层中的Zr掺杂剂浓度之间的关系可以由图1L的图表示。在一些实施例中，厚度T1可以与WFM硅化物层示，ZTC层133可以是不连续层。除非另外说明，否则连续的ZTC层133的讨论适用于不连续ZTC层133。ZTC层133中的不连续性可以由S/D区域110和ZTC层133之间的晶格失配引起。在一些实施例中，不连续的ZTC层133的相邻部分可以彼此分隔开约0.05nm至约1nm的范围内化物层132和S/D区域110之间的界面（在本文中也称为“界面132-110”设置在不连续的[0042]图2A示出了根据一些实施例的FET200的等距视图。除非另有说明，否则对FET合并的S/D区域210的表面210s不共面。沿着图1C的线C-C的掺杂剂浓度分布的讨论适用于[0044]在一些实施例中，当S/D结构120包括设置在合并的S/D区域210S/D接触结构120可以具有如图2C所示的截面图。沿着图1E的线D-D的掺杂剂浓度分布的讨为合并的S/D区域210的半导体材料以自底向上的方式外延生长在鳍结构106的顶面106s上而表面210t可以是与ZTC层133形成界面的表面。[0046]图3A示出了根据一些实施例的FET300的等距视图。除非另有说明，否则对FET线C-C的掺杂剂浓度分布的讨论适用于图区310的Si原子和WFM硅化物层132的金属原子相互作用以形成ZTC层333。ZTC层333可以包Zr金属离子和来自S/D区域310的硅离子的Zr-Si偶极[0049]图3D至图3G示出了图3C的区域302内的S/D区域310、WFM硅化物层132和ZTC层333的S/D区域310上形成时，ZTC层333可以具有面向WFM硅化物层132和S/D区域310的小平面表SBH在约0.2eV至约0.4eV的范围内ZTC层333沿着Z轴可以具有厚度T3，厚度T3在从约WFM硅化物层132的相邻小平面表面333s可以形成在约50度至约70度以设置在相邻的ZTC簇333之间。沿着图1E的线D-D的掺杂剂浓度分布的讨论适用于图3C至[0052]图4A示出了根据一些实施例的FET400的等距视图。除非另有说明，否则对FET似于图3C的偶极子层145，可以在ZTC层333与S/D区域410之间的界面以及在WFM硅化物层线D-D的掺杂剂浓度分布的讨论适用于图4C[0054]图5是根据一些实施例的用于制造FET100的示例方法500的流程图。为目的，将参考用于制造如图6A至图17B所示的FET100的示例制造工艺来描述图5所示的操与图1A至图1L中的元件相同的注释的图6A至图17至图8B的结构。过在S/D区域110上蚀刻ESL117和ILD层118A-118B的部分，在S/D区域110上形成接触开口面去除氮化物层142的部分以形成图11A至图11图12B所示）热分解，并且热分解的底部140b的原子扩散到上面的WFM层138作为掺杂剂原解并且扩散到上面的WFM层138作为掺杂剂原子。掺杂剂源层140的剩余侧壁部分可以被氧[0061]在一些实施例中，掺杂剂源层140的沉积可以包括在约300℃至约500℃的温度范以以约0.05nm至约0.5nm的范围内的厚度沉用CVD工艺或ALD工艺沉积功函值比NFET100的S/D区域110的材料的价带边缘能量更接近艺、尖峰退火工艺或激光退火工艺在约500℃至约800℃的温度范围下在N2环境中对图13A以提高WFM硅化物层132和界面132-110的质量，并且因此减小WFM硅化物层132与S/D区域氮化物覆盖层136。氮化物覆盖层的形成可以包括在图13A至图13B的结构上沉积诸如Ti和以使接触结构120的顶面与ILD层118B的S/D区域和S/D接触结构之间的SBH。可以通过用电负性值低于硅化物层的金属的金属掺杂属掺杂剂可以引起在金属掺杂剂和S/D区域的半导体元素之间形成偶极子。金属掺杂剂还没有界面偶极子层和/或三元化合物层的FET相比，这种界面偶极子层和/或三元化合物层的形成可以将FET的接触电阻减小约50％至约7杂剂的电负性值小于所述功函金属硅化物层的金属硅化物中的[0083]在上述半导体器件中，还包括设置在所述功函金属硅化物层与所述源极/漏极区[0084]在上述半导体器件中，还包括设置在所述三元化合物簇与所述源极/漏极区域之掺杂的功函金属硅化物层的金属硅化物中的金属的[0089]前面概述了若干实施例的特征，使得本领域人员可以更好地理解本发明的方所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其它工艺和结构。本领域技术人员也应该