• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Ein Verfahren zur Bildung eines Salizids auf einem Halbleiterbauelement umfasst Abscheiden einer ersten Schicht hochschmelzenden Metalls über ein Siliziumgebiet eines Substrats, Abscheiden einer Schicht aus Fastedelmetall über der ersten Schicht hochschmelzenden Metalls und Abscheiden einer zweiten Schicht hochschmelzenden Metalls über der Schicht aus Fastedelmetall. Das Halbleiterelement wird in einem ersten Ausheizprozess ausgeheizt, um eine Silizidschicht zu bilden, die an das Dotierungsgebiet des Halbleiterbauelements angrenzt. Abschnitte der Schicht aus Fastedelmetall, die nicht reagiert haben, und die zweite Schicht hochschmelzenden Metalls werden entfernt. Das Bauelement kann in einem optionalen zweiten Ausheizprozess ausgeheizt werden, um die Silizidschicht in ein Silizidmaterial mit einer Phase niedrigen Widerstands umzuwandeln. Übergangsverlust und Überbrückung werden durch Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf ein Minimum herabgesetzt oder ausgeschaltet, und es wird eine glattere silizidierte Oberfläche erreicht.
    公开号:DE102004016700A1
    申请号:DE200410016700
    申请日:2004-04-05
    公开日:2004-11-18
    发明作者:Paul D. Agnello；Lawrence Dr. Clevenger；Patrick W. Dehaven；Chet Dziobkowski；Sunfei Fang；Hsiang-Jen Huang；Christian Lavoie；Richard J. Murphy；Nivo Rovedo；Keith Kwong Hon Wong
    申请人:Infineon Technologies AG；International Business Machines Corp；
    IPC主号:H01L21-28
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen die Anfertigung vonHalbleiterbauelementen und insbesondere die Bildung einer Salizidstrukturin Halbleiterbauelementen.
    [0002] Beider Herstellung von Halbleiterbauelementen werden häufig Silizideverwendet, welche Legierungen von Silizium und Metallen sind. Silizidekönnendurch die Reaktion eines hochschmelzenden Metalls oder eines Fastedelmetallsmit Silizium gebildet werden, und sie werden in einer Vielfalt vonAnwendungen verwendet. Zum Beispiel kann Silizid im Source/Drain- und/oder Gate-Gebietverwendet werden, oder es kann verwendet werden, um zum Beispieleine Gate-Leitung oder lokale Verbindungsleitungen aufzubauen.
    [0003] EinSalizid ist ein selbstjustiertes Silizid; der Begriff Salizid beziehtsich auf ein Silizid, das durch ein Verfahren zur Selbstjustierunggebildet wird. Ein Salizid wird normalerweise durch Abscheiden einerMetallschicht übereiner Siliziumschicht und anschließendes Ausheizen der Halbleiterstrukturgebildet. Wo das Metall mit dem Silizium in Kontakt ist, wird einSilizid gebildet. Metall, das nicht reagiert hat, wird dann selektiv weggeätzt, wobeidas Silizid automatisch zu der darunter liegenden Polysiliziumschichtausgerichtet bleibt; daher wird es als "Salizid" bezeichnet. Die Begriffe "Silizid" und "Salizid" werden hierin austauschbarverwendet.
    [0004] Salizidmaterialienwerden gemeinhin fürmoderne Feldeffekt-Transistorenin CMOS-Technologie (CMOS = complementary metal oxide semiconductor)verwendet. Salizide verringern den Schichtwiderstand und den Kontaktwiderstand,was besonders vorteilhaft ist, wenn ein Salizid zum Beispiel über denSource-, Drain- und Gate-Gebieten eines Transistors aufgebrachtwird. In der Vergangenheit wurde in CMOS-Technologien weitgehendTitansalizid (TiSi2) verwendet. TiSi2 weist jedoch für die Bildung einer niederohmigenPhase (C54) eine starke Abhängigkeitvon der Leitungsbreite und eine verhältnismäßig hohe Temperatur für die Bildungauf. Es besteht daher die Tendenz, Kobaltsalizid (CoSi2)anstelle von TiSi2 als ein Salizidmaterialzu verwenden, insbesondere in CMOS-Technologien für kleinereStrukturabmessungen, wie beispielsweise Strukturgrößen vonweniger als 0,25 Mikrometer.
    [0005] DieBildung von CoSi2 ist jedoch eine Herausforderung.Da Kobalt im Gegensatz zu Titan die Menge an Oxid an der Siliziumoberfläche nichtabbaut, reagiert der Prozess der Bildung von CoSi2 empfindlichauf den Zustand der darunter liegenden Siliziumoberfläche. DieBildung von CoSi2 wird behindert oder gehemmt, wenneine dicke Oxidschicht überder Siliziumoberflächeaufgebracht ist. Obwohl epitaxiales CoSi2 aufeiner oxidfreien Siliziumoberflächegebildet werden kann, neigt solch ein CoSi2-Materialaußerdemdazu, {111} Kristallflächenauszubilden (faceting), wodurch der Übergangsverlust zunimmt. DieAusbildung der Kristallflächen trittwährenddes epitaxialen Wachstums auf und ist verursacht durch den Reinigungsprozesszur Vorbereitung der Oberfläche,beispielsweise eine Reinigung durch Sputtern mit Argon oder eineReinigung durch Eintauchen in HF ohne Spülung mit Wasser.
    [0006] Einanderes Problem bei der Bildung von CoSi2,die auf den Zustand der Siliziumoberfläche empfindlich reagiert, liegtdarin, dass das Prozessfenster fürdie Bildung von CoSi2 begrenzt ist. Beispielsweisebeginnt das Oxid nachzuwachsen, sobald die Siliziumoberfläche vonjeglichem Oxid frei ist. Wenn das Oxidwachstum zu stark ist, kannkein Silizid gebildet werden, da auf der Oberfläche kein Silizium vorhandenist, um mit dem Metall zu reagieren. Dies lässt ein sehr begrenztes Zeitfensterzwischen der Reinigung der Oberfläche und dem Abscheiden vonCo zur Bildung von CoSi2 übrig.
    [0007] Daherbesteht auf dem Fachgebiet ein Bedarf an einem verbesserten Verfahrenzur Bildung eines CoSi2-Salizids für Halbleiterbauelemente.
    [0008] Durchbevorzugte Ausführungsformender vorliegenden Erfindung, welche Verfahren zur Bildung von Salizidumfassen, die eine Ti/Co/Ti-Dreifachschicht verwenden, werden dieseund andere Probleme im Allgemeinen gelöst oder umgangen und im Allgemeinentechnische Vorteile erreicht. Die dünne untere Titanschicht bautdas Oxid an der Oberflächeder darunter liegenden Halbleiterschicht ab, verringert die Empfindlichkeitder Halbleiteroberflächeund verbessert oder verringert die Rauhigkeit des Salizids. Diedünne obereTitanschicht diffundiert durch das Kobalt, um das Oxid auf der Oberfläche derdarunter liegenden Halbleiterschicht abzubauen, und verringert dieMöglichkeitenfür Überbrückung.
    [0009] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bildung einesSalizids Bereitstellen eines Halbleitersubstrats mit zumindest einemSi liziumgebiet auf einer Oberseite davon, Aufbringen einer erstenSchicht hochschmelzenden Metalls über der Oberseite des zumindesteinen Siliziumgebietes und Aufbringen einer Schicht aus Fastedelmetall über derersten Schicht hochschmelzenden Metalls. Das Verfahren umfasst Aufbringeneiner zweiten Schicht hochschmelzenden Metalls über der Schicht aus Fastedelmetall,Ausheizen des Halbleitersubstrats in einem ersten Ausheizprozess,um ein Silizid, das an das zumindest eine Siliziumgebiet angrenzt,zu bilden, wobei ein Abschnitt der Schicht aus Fastedelmetall, dernicht reagiert hat, zurückbleibt.Metalle, die nicht reagiert haben, werden dann selektiv entfernt.
    [0010] Gemäß eineranderen bevorzugten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bildung einesSilizids Bereitstellen eines Halbleitersubstrats mit zumindest einemSiliziumgebiet auf einer Oberseite davon, Aufbringen einer erstenTitanschicht überder Oberseite des zumindest einen Siliziumgebietes und Aufbringeneiner Kobaltschicht überder ersten Titanschicht. Eine zweite Titanschicht wird über derKobaltschicht aufgebracht, und das Halbleitersubstrat wird in einemersten Ausheizprozess ausgeheizt, um ein CoSi-Monosilizid, das andas Siliziumgebiet angrenzt, zu bilden.
    [0011] Vorteileder vorliegenden Erfindung umfassen zum Beispiel Verringern des Übergangsverlustsund Verhindern einer Überbrückung über dieAbstandsschichten eines Transistors. Die Ausführungsformen der vorliegendenErfindung stellen Verfahren zur Bildung eines Salizids bereit, welcheweniger empfindlich auf den Zustand der zu silizidierenden Siliziumoberfläche reagierenund zu einem glatteren Salizid führen.Die erste Schicht hochschmelzenden Metalls baut die Oxidschicht aufdem Siliziumgebiet ab und verringert die Rauhigkeit der Oberfläche desSiliziumgebietes. Da die erste Schicht hochschmelzenden Metallsdas Oxid auf der Oberflächeder silizidierten Gebiets abbaut, wird das Prozessfenster vergrößert.
    [0012] ImVorangehenden wurden die Merkmale und die technischen Vorteile vonAusführungsformender vorliegenden Erfindung ziemlich allgemein umrissen, damit diefolgende ausführlicheBeschreibung der Erfindung besser verständlich ist. ZusätzlicheMerkmale und Vorteile von Ausführungsformender Erfindung werden im Folgenden beschrieben, welche den Gegenstandder Ansprücheder Erfindung bilden. FürFachleute ist zu erkennen, dass die Konzeption und spezifische Ausführungsformen,welche hierin offenbart werden, leicht als eine Basis zur Modifikationoder Entwicklung anderer Strukturen oder Prozesse zur Ausführung derselben Zweckeder vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Für die Fachleute ist auch zuerkennen, dass sich derartige gleichwertige Entwürfe nicht vom Geist und Rahmender Erfindung, wie in den angehängtenAnsprüchendargelegt, entfernen.
    [0013] Zumbesseren Verständnisder vorliegenden Erfindung und der Vorteile davon wird nun auf diefolgenden Beschreibungen in Verbindung mit den beiliegenden ZeichnungenBezug genommen:
    [0014] Die 1 und 2 stellen Querschnittsansichten einesSalizidprozesses des Standes der Technik dar, bei welchem rauheOberflächendes zu salizidierenden Materials zu facettierten Strukturen führen, welche während desSalizidierungsprozesses gebildet wurden;
    [0015] 3 stellt eine Querschnittsansichteines Salizidierungsprozesses des Standes der Technik dar, bei welchemauf den Abstandsschichten, die an die Gate-Elektrode des Transistorsangrenzen, Überbrückungsgebietegebildet werden;
    [0016] 4a bis 4c veranschaulichen einen Abbau einerOxidschicht übereinem silizidierten Siliziumgebiet gemäß einem Verfahren des Standesder Technik;
    [0017] 5a bis 5c veranschaulichen einen Abbau einerOxidschicht übereinem silizidierten Siliziumgebiet gemäß einem anderen Verfahren desStandes der Technik;
    [0018] 6 ist ein Graph, welcherden verschlechterten Übergangsverlustin einem Silizidierungsverfahren nach dem Stand der Technik darstellt;
    [0019] 7a bis 7c stellen Querschnittansichten des Prozessesder Bildung von Salizid gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung dar;
    [0020] 8a und 8b veranschaulichen Querschnittsansichteneines Prozesses der Bildung von Salizid gemäß einer anderen Ausführungsformder vorliegenden Erfindung; und
    [0021] 9a bis 9c stellen den Abbau von Oxid gemäß Versuchsergebnisseneiner Ausführungsformder vorliegenden Erfindung dar.
    [0022] EntsprechendeBezugszeichen und Symbole in den verschiedenen Figuren beziehensich im Allgemeinen auf entsprechende Teile, sofern nicht andersangegeben. Die Figuren sind zur Veranschaulichung der relevantenAspekte der bevorzugten Ausfüh rungsformengezeichnet, und sie sind nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet.
    [0023] DieHerstellung und Verwendung der zurzeit bevorzugten Ausführungsformenwerden im Folgenden ausführlicherläutert.Es ist jedoch zu erwähnen,dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfinderische Konzeptebereitstellt, welche in einer großen Vielfalt von konkretenZusammenhängenverwirklicht werden können.Die konkreten Ausführungsformen,welche erläutertwerden, dienen lediglich der Veranschaulichung von bestimmten Artenund Weisen der Herstellung und Verwendung der Erfindung und schränken den Rahmender Erfindung nicht ein.
    [0024] Eswerden die Probleme bei der Bildung von Kobaltsilizid nach dem Standder Technik beschrieben, gefolgt von einer Beschreibung von bevorzugtenAusführungsformender vorliegenden Erfindung und einigen Vorteilen davon. Die vorliegendeErfindung wird in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen in einem konkretenZusammenhang, nämlicheinem CMOS-Transistor, beschrieben. Die Ausführungsformen der Erfindung können jedochauch in anderen Anwendungen von Halbleiterbauelementen, bei welchengewünschtwird, ein Silizid zu bilden, angewendet werden.
    [0025] AlsNächsteswerden Verfahren zur Bildung von Kobaltsilizid nach dem Stand derTechnik erläutert.In 1 wurde eine Halbleiterscheibeoder ein Halbleitersubstrat 110, welches zum Beispiel Siliziumoder andere Halbleitermaterialien umfasst, in einem Dotierungsgebiet 112 inder Näheder Oberflächeder Scheibe 110 mit Dotierstoffen implantiert. Das Dotierungsgebiet 112 kannzum Beispiel ein Source- oder Drain- Gebiet eines Transistors umfassen. DieOberseite des Dotierungsgebietes 112 ist infolge des Schadens,der durch den Implantationsprozess verursacht wird, rauh (z.B. nichtglatt). Um ein Kobaltsilizid überdem Dotierungsgebiet 112 zu bilden, wird zunächst dasOxid (nicht dargestellt), das sich auf der Oberfläche desDotierungsgebietes 112 befindet, entfernt. Das Oxid kannvon der Oberflächedes Dotierungsgebietes 112 durch eine Reinigung durch Sputternmit Argon oder Ätzenmit verdünnterHF entfernt werden.
    [0026] AlsNächsteswird eine Schicht von Kobalt 114 über dem Dotierungsgebiet 112 abgeschieden.Die Kobaltschicht 114 kann zum Beispiel unter Verwendungvon physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD für engl. physical vapor deposition)abgeschieden werden. Die Scheibe 110 wird dann ausgeheizt,um eine Reaktion des Kobalts 114 mit dem oberen Abschnittdes Siliziums in dem Dotierungsgebiet 112 zu bewirken,um CoSi2 116 zu bilden, wie in 2 dargestellt.
    [0027] Wenndas Kobalt 114 nach unten in das Dotierungsgebiet 112 eindiffundiert,diffundiert auch Silizium in dem Dotierungsgebiet 112 nachoben. Auf diese Weise wird das CoSi2 116 gebildet.
    [0028] DieBildung von Kobaltsilizid 116 reagiert empfindlich aufden Zustand der darunter liegenden Oberfläche des Siliziums 112.Wenn überdem Silizium in dem Gebiet 112 ein Oxid an der Oberfläche vorhanden ist,das zu dick ist, dann kann kein Salizid 116 gebildet werden,da keine Siliziumatome vorhanden sind, um mit den Kobaltatomen zureagieren. Wenn die Oberflächejedoch frei von Oxid ist, liegt ein Nachteil bei diesem epitaxialenVerfahren zur Bildung von CoSi2 darin, dassKristallflächen(Facetten) 118 in einer {111} Richtung gebildet werden,wenn das Kobaltsilizid 116 gebildet wird, wie dargestellt.Diese Kristallflächen(Facetten) 118 sind unerwünscht und können in aktiven Bauelementeneinen Übergangsverlustverursachen.
    [0029] 3 stellt ein anderes Problemdar, welches bei der Salizidbildung nach dem Stand der Technik auftretenkann. Das Halbleiterbauelement 200 umfasst ein Substrat 210 undDotierungsgebiete 212, welche innerhalb des Substrats 210 gebildetwurden. Ein Abschnitt der Dotierungsgebiete 212 kann einSource-Gebiet 220 und ein Drain-Gebiet 222 umfassen.Ein Kanal 230 befindet sich zwischen dem Source-Gebiet 220 und demDrain-Gebiet 222. Ein Gate-Dielektrikum 224 wurde über demKanal 230 und Abschnitten des Source-Gebietes 220 unddes Drain-Gebietes 222 gebildet. Ein Gate-Leiter 226 wurde über demGate-Dielektrikum 224 gebildet, wie dargestellt. Eine Abstandsschicht 228 istauf jeder Seite der Gate-Elektrode 226 ausgebildet.
    [0030] EinProblem bei dem Halbleiterbauelement 200, welches in 3 dargestellt ist, liegtdarin, dass, wenn ein Salizid auf der Gate-Elektrode 226 gebildetwird, Überbrückungsgebiete 232 gebildetwerden können,welche an die Abstandsschicht 228 auf jeder Seite der Gate-Elektrode 226 angrenzen.Diese Überbrückungsgebiete 232 werdendadurch verursacht, dass sich das Silizium 112 entlangder Seite der Abstandsschicht 228 aufwärts bewegt. Die Überbrückungsgebiete 232 können Ausfälle vonBauelementen verursachen, da die Gate-Elektrode 226 gegendas Source-Gebiet 220 und/oder das Drain-Gebiet 222 oderandere Komponenten und Leiter innerhalb des Halbleiterbauelements 200,die nicht dargestellt sind, kurzgeschlossen werden kann.
    [0031] Dasam 09.10.1991 an Wei et al. erteilte US-Patent Nr. 5,047,367, welchesdurch Bezugnahme hierin aufgenommen wird, offenbart die Bildungvon Kobaltsilizid durch Verwenden einer Schicht von Titan, welche zwischeneiner Kobaltschicht und einer Siliziumoberfläche angeordnet wird. Die Ti-Schicht,welche 50 bis 300 Å dickist, entfernt natives Oxid auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats.In 4a sind Testergebnissefür die Messungender relativen Konzentration, die für eine Halbleiterscheibe miteiner 30 Å dickenTitanschicht (Ti1), welche dünnerals die von Wei et al. gelehrte Dicke ist und welche über n+ Silizium(Si2) abgeschieden ist, und 80 Å vonKobalt (Co1), welche überder Titanschicht Ti1 abgeschieden sind, vorgenommen wurden, undeine Messung des Oxids (O1) auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats Si2unmittelbar nach der Abscheidung, dargestellt. Die relativen Konzentrationendieser Materialien sind nach dem ersten Ausheizen in 4b und nach dem zweitenAusheizen in 4c dargestellt.Die Messwerte sind als relative Atomkonzentrationen dargestellt undwurden unter Verwendung der Auger-Elektronenspektroskopie gemessen. Esist zu erkennen, dass die Titanschicht zum Abbau des Oxids führt, z.B.bei 202. Jedoch zeigen Versuchsergebnisse, dass die Verwendungsolch einer Titanschicht unterhalb der Kobaltschicht gemäß diesemEntwurf Überbrückungenverstärken kann,welche auf den Abstandsschichten 228, erzeugt werden, indemsich währenddes Ausheizens Kobalt auf den Abstandsschichten 228 bildet,wie in 3 dargestellt.
    [0032] Indem am 06.04.2002 an Erhardt et al. erteilten US-Patent Nr. 6,399,467B1, welches ebenfalls durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird,wird eine Titan-Kappenschicht übereiner Kobaltschicht, welche über Siliziumaufgebracht ist, angeordnet, bevor die Scheibe ausgeheizt wird,um Kobaltsilizid zu bilden,. Solch eine Titan-Kappenschicht führt ebenfallszu geringem Oxid, wie in 5a bis 5c dargestellt. In 5a sind Testergebnisse für die Messungender relativen Konzentration, welche für eine Halbleiterscheibe mitKobalt (Co1), welches übern+ Silizium (Si2) abgeschieden ist, und einer 30 Å dickenTitanschicht (Ti1), welche überder Schicht von Kobalt (Co1) abgeschieden ist, vorgenommen wurden,und eine Messung des Oxids (O1) auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats Si2unmittelbar nach der Abscheidung, dargestellt. Die relativen Konzentrationendieser Materialien sind nach dem ersten Ausheizen in 5b und nach dem zweitenAusheizen in 5c dargestellt.Die Titan-Kappenschicht baut das Oxid O1 ab, wie in 5c bei 204 zu sehen ist.
    [0033] Versuchsergebnisseeiner derartigen Ti-Kappenschicht zeigten jedoch eine Zunahme des Übergangsverlustes,wie in 6 dargestellt. 6 ist eine Grafik, welcheschlechtere Eigenschaften hinsichtlich des Übergangsverlustes bei einerAusführung,welche eine Titan-Kappenschicht überder Kobaltschicht umfasst, veranschaulicht. Die Linie bei 205 stelltden Übergangsverlust 205 dar,welcher füreine Scheibe mit 13,5 nm Kobalt, das über n+ Silizium abgeschiedenist, und einer Titan-Kappenschicht von 15 nm Dicke, welche über demKobalt abgeschieden ist, gemessen wurde. Die Linie bei 206 stelltden Übergangsverlust 206 dar,welcher füreine Scheibe mit 15 nm Kobalt, das über n+ Silizium abgeschiedenist, und einer Titan-Kappenschicht von 15 nm Dicke, welche über demKobalt abgeschieden ist, gemessen wurde. Es erfolgt ein Vergleichmit der Linie bei 207, welche den Übergangsverlust 207 einesBauelements darstellt, bei welchem 12 nm Kobalt über n+ Silizium abgeschiedenwurden und 25 nm TiN überdem Kobalt abgeschieden wurden. Es ist zu erkennen, dass sich der Übergangsverlust 205 und 206 inBauelementen, welcher unter Ver wendung einer Titan-Kappenschichtgebildet wurden, im Vergleich zum Übergangsverlust 207 für ein Bauelementohne eine obere Titan-Kappenschicht verschlimmert.
    [0034] Ausführungsformender vorliegenden Erfindung lösendiese Probleme des Standes der Technik durch Bereitstellen einesVerfahrens zur Bildung eines Salizids, welches weniger empfindlichauf den Zustand der zu silizidierenden Siliziumoberfläche reagiert,keine Überbrückungsgebietebildet und keinen erhöhtenoder verschlechterten Übergangsverlustzulässt.
    [0035] 7a bis 7c veranschaulichen Querschnittsansichteneines Verfahrens zur Bildung eines Salizids gemäß einer Ausführungsformder vorliegenden Erfindung. Zunächstunter Bezugnahme auf 7a wirdein Halbleitersubstrat 310 bereitgestellt, wobei das Substrat 310 zumBeispiel ein Siliziumsubstrat umfasst. Zumindest ein Dotierungsgebiet 312 istin einem oberen Gebiet des Substrats 310 ausgebildet. DasDotierungsgebiet 312 kann durch Diffusion oder Implantationvon Dotierstoffen, wie beispielsweise Bor, Phosphor oder Arsen, gebildetwerden.
    [0036] Gemäß einerAusführungsformder Erfindung wird zuerst die Oberseite des Dotierungsgebietes 312 vonnativem Oxid oder jeglichen anderen Oxiden, welche vorher auf derOberflächedes Dotierungsgebietes 312 abgeschieden worden sein können, gereinigt.Der Prozess der Reinigung von Oxid umfasst vorzugsweise zum Beispieleinen Schritt des Nassreinigens mit HF, gefolgt von einer Spülung mitWasser, und umfasst alternativ andere Reinigungsverfahren, um dasnative Oxid auf der Oberflächedes Dotierungsgebietes 312 zu entfernen.
    [0037] Eineerste Schicht hochschmelzenden Metalls 340 wird dann über demDotierungsgebiet 312 des Substrats 310 aufgebracht.Die erste Schicht hochschmelzenden Metalls 340 umfasstvorzugsweise Titan und kann alternativ zum Beispiel Zr, Hf oderandere hochschmelzende Metalle umfassen. Ein hochschmelzendes Metallist hierin als ein Metall definiert, das wärmebeständig ist, eine verhältnismäßig hoheSchmelztemperatur aufweist und geeignet ist, Oxide abzubauen. Dieerste hochschmelzende Schicht 340 kann zum Beispiel durch PVDoder andere Abscheidungsverfahren abgeschieden werden. Vorzugsweisewird die erste hochschmelzende Schicht 340 unter Verwendungeines steuerbaren Abscheidungsverfahrens, wie beispielsweise Abscheidenvon Atomschichten (ALD = atomic layer deposition), abgeschieden.Wenn die erste Schicht hochschmelzenden Metalls 340 Titanumfasst, ist die erste Schicht hochschmelzenden Metalls vorzugsweiseweniger als 50 Å dick,und insbesondere wird die erste Schicht hochschmelzenden Metalls 340 zumBeispiel in einer Dicke von 10 bis 15 Å aufgebracht. Vorzugsweiseumfasst das erste hochschmelzende Metall 340 eine sehrdünne Schicht,z.B. nur ein paar Atomschichten dick.
    [0038] EineSchicht aus Fastedelmetall 342 wird dann über derersten hochschmelzenden Metallschicht 340 aufgebracht.Die Schicht aus Fastedelmetall 342 umfasst vorzugsweiseKobalt und kann alternativ Nickel oder andere Fastedelmetalle, wiebeispielsweise Pd oder Pt, umfassen. Ein Fastedelmetall ist hierinals ein Metall definiert, das einem Edelmetall gleicht, welchesein Metall ist, das nicht leicht eine chemische Verbindung mit Nichtmetalleneingeht. Die Schicht aus Fastedelmetall 342 kann unterVerwendung von PVD oder anderen Abscheidungsprozessen, wie beispielsweiseALD, abgeschieden werden. Wenn die Schicht aus Fastedelmetall 342 Kobaltumfasst, wird die Schicht aus Fastedelmetall 342 vorzugsweisein einer Dicke von weniger als 150 Å abgeschieden, und insbesondereumfasst sie eine Dicke von 50 bis 100 Å. Zum Beispiel kann die Schicht ausFastedelmetall 342 eine Dicke von 80 Å umfassen.
    [0039] Einezweite Schicht hochschmelzenden Metalls 344 wird über derKobaltschicht 342 aufgebracht. Die zweite Schicht hochschmelzendenMetalls 344 umfasst vorzugsweise eine Dicke von wenigerals 50 Å und wirdauf eine ähnlicheWeise abgeschieden, wie die erste Schicht hochschmelzenden Metalls 340 abgeschiedenwird. Die zweite Schicht hochschmelzenden Metalls 344 umfasstvorzugsweise Titan und kann alternativ zum Beispiel Zr, Hf oderandere hochschmelzende Metalle umfassen. Die zweite hochschmelzendeSchicht 344 kann zum Beispiel durch PVD oder andere Abscheidungsverfahrenabgeschieden werden. Vorzugsweise wird die zweite hochschmelzendeSchicht 344 unter Verwendung eines steuerbaren Abscheidungsverfahrens, wiebeispielsweise ALD, abgeschieden. Die zweite hochschmelzende Schicht 344 kannzum Beispiel dasselbe Material wie das erste hochschmelzende Metall 340 umfassen.Zum Beispiel kann die zweite Titanschicht 344 eine Dickevon 10 bis 15 Å umfassen.Vorzugsweise umfassen das erste hochschmelzende Metall 340 und daszweite hochschmelzende Metall 344 eine sehr dünne Schicht,z.B. sind sie vorzugsweise nur ein paar Atomschichten dick. Alternativkann die zweite Schicht hochschmelzenden Metalls 344 insbesondere,wenn keine wahlweise, hierin noch näher zu beschreibende TiN-Kappenschicht 352 verwendetwird, eine Dicke im Gebiet von 50 bis 150 Å aufweisen.
    [0040] DasHalbleiterbauelement 300 wird dann in einem ersten Schrittdes Ausheizens ausgeheizt, wie in 7b dargestellt.Die Temperatur des ersten Schrittes des Ausheizens hängt vonder Art von Material ab, welches für die Schicht aus Fastedelmetall 342 verwendetwird. Wenn die Schicht aus Fastedelmetall 342 zum BeispielKobalt umfasst, umfasst der erste Schritt des Ausheizens vorzugsweiseschnelles thermisches Ausheizen (RTA für engl. rapid thermal anneal)bei 450 bis 600 °C,und insbesondere umfasst der erste Schritt des Ausheizens eine Temperaturvon 575 °C.Der erste Schritt des Ausheizens kann 60 Sekunden oder weniger umfassen,und insbesondere kann er zum Beispiel 10 bis 20 Sekunden umfassen.
    [0041] Während desersten Schritts des Ausheizens diffundieren die Atome der Schichtaus Fastedelmetall 342, wie beispielsweise Kobalt, nachunten zum Dotierungsgebiet 312 des Substrats 310.Das diffundierende Kobalt oder Fastedelmetall reagiert mit dem Siliziumauf der Oberseite des Dotierstoffgebietes 312, um eine Silizidschichtzu bilden, welche an das Dotierstoffgebiet 312 des Substrats 310 angrenzt,wie in 5 dargestellt.Wenn zum Beispiel Kobalt fürdie Schicht aus Fastedelmetall 342 verwendet wird, wirdeine Schicht aus Monosilizid 346 gebildet. Die Schichtaus Monosilizid 346 kann zum Beispiel CoSi umfassen, welcheseinen verhältnismäßig hohenWiderstand fürein leitfähigesMaterial aufweist. Daher wird späterein zweiter Schritt des Ausheizens an dem Halbleiterbauelement 300 durchgeführt, umden Widerstand zu verringern. Die gebildete Silizidschicht 346,welche im Falle einer Schicht aus Fastedelmetall aus Kobalt einMonosilizid umfasst, kann zum Beispiel eine Dicke von 100 bis 160 Å umfassen.
    [0042] Nachdem ersten Ausheizprozess bleibt das Kobalt, das nicht reagierthat, 348 überder Schicht aus Monosilizid 346 angeordnet, welche dasKobalt, das reagiert hat, enthält,wie in 7b dargestellt,und die zweite Titanschicht 344 bleibt über der Schicht aus Kobalt,das nicht reagiert hat 348 angeordnet. Ein Teil der erstenSchicht hochschmelzenden Metalls 340 diffundiert während desersten Ausheizens oder ersten Schrittes des Ausheizens zur zweitenSchicht hochschmelzenden Metalls 344 nach oben. Ein kleinerTeil oder Prozentsatz der ersten Schicht hochschmelzenden Metalls 340 kannmit der Schicht aus Monosilizid 346 reagieren und zu derSchicht aus Monosilizid 346 führen, welche einen kleinenProzentsatz von Titan, z.B. 10 Gewichts-% oder weniger, umfasst.Demnach kann das resultierende Disilizid, das während des zweiten Schrittes desAusheizens gebildet wird, eine Legierung umfassen, welche einenkleinen Prozentsatz des Materials der ersten Schicht hochschmelzendenMetalls enthält.
    [0043] Diezweite Schicht hochschmelzenden Metalls 344 wird dann entferntund hinterlässtdie Struktur, welche in 7c dargestelltist. Die Schicht aus Fastedelmetall, die nicht reagiert hat 348,und welche z.B. Kobalt umfasst, wird ebenfalls entfernt. Die Entfernungder zweiten Schicht hochschmelzenden Metalls 344 und der Schichtaus Fastedelmetall, die nicht reagiert hat 348, kann zumBeispiel zwei getrennte Verfahrensschritte zum Ätzen oder Entfernen erfordern.Die zweite Schicht hochschmelzenden Metalls 344 und dieSchicht aus Fastedelmetall, die nicht reagiert hat 348,könnenunter Verwendung eines hochselektiven nasschemischen Ätzprozesses,zum Beispiel mit einer H2SO4:H2O2-Lösung, entferntwerden. Die Entfernung der Schicht aus Fastedelmetall, die nichtreagiert hat 348, verhindert die Überbrückung während eines wahlweisen nachfolgendenzweiten Schrittes des Ausheizens, der als Nächstes beschrieben wird.
    [0044] DasHalbleiterbauelement 300 kann dann ausgeheizt oder einemwahlweisen zweiten Schritt des Ausheizens ausgesetzt werden undzur Struktur führen,welche in 7c dargestelltist. Im zweiten Schritt des Ausheizens wird, wenn Kobalt für die Schichtaus Fastedelmetall 342 verwendet wird, das Monosilizid 346 in einDisilizid 350 umgewandelt, welches zum Beispiel CoSi2 umfasst, einen niedrigen Widerstand aufweistund daher als ein Leiter überdem Dotierungsgebiet 312 wünschenswert ist. Der zweiteSchritt des Ausheizens umfasst vorzugsweise Ausheizen bei einerTemperatur, welche höherist als die des ersten Schrittes des Ausheizens. Wenn Kobalt für die Schichtaus Fastedelmetall 342 verwendet wird, umfasst der zweiteSchritt des Ausheizens vorzugsweise eine Temperatur von 600 bis800 °C,und insbesondere umfasst er zum Beispiel RTA bei 750 °C. Der zweiteSchritt des Ausheizens kann 60 Sekunden oder weniger umfassen, undinsbesondere umfasst er zum Beispiel 10 bis 30 Sekunden.
    [0045] Sowohldie Temperatur des ersten Schrittes des Ausheizens als auch dieTemperatur des zweiten Schrittes des Ausheizens hängen vomMaterial der Schicht aus Fastedelmetall ab. Außerdem hängt die Notwendigkeit eineszweiten Schritts des Ausheizens vom Material der Schicht aus Fastedelmetall 342 ab.Wenn die Schicht aus Fastedelmetall 342 zum Beispiel Nickelumfasst, dann erfolgt der erste Schritt des Ausheizens bei einerniedrigeren Temperatur, als wenn Kobalt für das Material der Schichtaus Fastedelmetall 342 verwendet würde. Zum Beispiel kann dererste Schritt des Ausheizens im Gebiet von 200 bis 400 °C liegen.Der erste Schritt des Ausheizens kann zu einem Silizid 346 führen, dasein Silizidmaterial einer Phase mit niedrigem Widerstand aufweist.Das Silizid 346 kann zum Beispiel ein Monosilizid 346 umfassen.In diesem Fall werden der Abschnitt der Schicht aus Fastedelmetall,der nicht reagiert hat und die zweite Schicht hochschmelzenden Metallsentfernt, und es erfolgt die Weiterverarbeitung des Halbleiterbauelements.
    [0046] Einzweiter Schritt des Ausheizens kann jedoch auch vorteilhaft ein,wenn Nickel als Material fürdie Schicht aus Fastedelmetall 342 verwendet wird. ZumBeispiel kann ein zweiter Schritt des Ausheizens den Widerstandder Phase des Silizids 346 senken und/oder das Prozessfenstererweitern. Zum Beispiel kann das Silizid 346 nach dem erstenAusheizprozess ein metallreiches Silizid umfassen, und nachdem derAbschnitt der Schicht aus Fastedelmetall, das nicht reagiert hat,entfernt worden ist, um Überbrückung zuverhindern, kann ein zweiter Ausheizprozess den Widerstand des Silizids 346 verbessernoder Drain. Wenn die Schicht aus Fastedelmetall 342 Nickelumfasst, kann ein zweiter Ausheizprozess im Gebiet von 400 bis 550 °C liegen, umein Nickelmonosilizid mit einer Phase mit niedrigem Widerstand vollauszubilden: zum Beispiel NiSi. Vorzugsweise erfolgt der zweiteAusheizprozess bei einer höherenTemperatur als der erste Ausheizprozess.
    [0047] Diezu silizidierenden Dotierungsgebiete 312 können vieleArten von Komponenten umfassen, zum Beispiel Transistoren, Dioden,Kondensatoren, Leiter und andere Arten von elektronischen Schaltungskomponenten.Eine konkrete Anwendung des hierin beschriebenen Salizidprozessesist in 8a und 8b dargestellt. In 8a wird ein Substrat 410 bereitgestellt,wobei das Substrat 410 Dotierungsgebiete 412 aufweist, diedarin ausgebildet sind. Die Dotierungsgebiete 412 umfassenein Source-Gebiet 420 und ein Drain-Gebiet 422,wobei ein Kanalgebiet 430 zwischen dem Source- und demDrain-Gebiet 420 und 422 angeordnetist. Ein Gate-Dielektrikum 424 ist zumindest über demKanalgebiet 430 angeordnet, und eine Gate-Elektrode 426 ist über demGate-Dielektrikum 424 ausgebildet. Eine Abstandsschicht 428 kannauf jeder Seite der Gate-Elektrode 426 ausgebildet sein,wie dargestellt.
    [0048] Gemäß einerAusführungsformder Erfindung wird eine erste Schicht hochschmelzenden Metalls 440 zumindest über denDotierungsgebieten 412 und der Gate-Elektrode 426 aufgebracht,wie dargestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die ersteSchicht hochschmelzenden Metalls 440 Titan, obwohl dieerste Schicht hochschmelzenden Metalls 440 alternativ zumBeispiel andere hochschmelzende Metalle umfassen kann. Eine Schichtaus Fastedelmetall 442 wird über der ersten Titanschicht 440 aufgebracht.In einer bevorzugten Ausführungsformumfasst die Schicht aus Fastedelmetall 442 Kobalt, obwohldie Schicht aus Fastedelmetall 442 alternativ zum Beispielandere Fastedelmetalle umfassen kann. Eine zweite Schicht hochschmelzendenMetalls 444 wird überder Kobaltschicht 442 aufgebracht. In einer bevorzugtenAusführungsformumfasst die zweite Schicht hochschmelzenden Metalls 444 Titan,obwohl die zweite Schicht hochschmelzenden Metalls 444 alternativzum Beispiel andere hochschmelzende Metalle umfassen kann.
    [0049] Wieunter Bezugnahme auf 7a bis 7c beschrieben, wird dasHalbleiterbauelement 400 einem ersten Schritt des Ausheizensausgesetzt, um eine Monosilizid-CoSi-Schicht auf der Oberfläche derDotierungsgebiete 412 des Substrats 410 zu bilden.Die zweite Schicht hochschmelzenden Metalls 444 in Abschnitten derSchicht aus Fastedelmetall, die nicht reagiert haben, 442 wirddann entfernt, und anschließendwird das Bauelement 400 einem zweiten Schritt des Ausheizensausgesetzt, um das einen hohen Widerstand aufweisende MonosilizidCoSi in ein einen niederen Widerstand aufweisendes Disilizid CoSi2 450 umzuwandeln, wie in 8b dargestellt. Der resultierendeWiderstand des Disilizids CoSi2 450 kannzum Beispiel 15 bis 25 μΩcm betragen.
    [0050] Esist zu erwähnen,dass in der in 8a und 8b dargestellten Ausführungsform,wenn die Gate-Elektrode 426 Silizium umfasst, eine Schichtvon Monosilizid 454 vorteilhafterweise auch über derGate-Elektrode 426 gebildet werden kann, wenn die Oberseiteder Gate-Elektrode 426 während des ersten Schritt desAusheizens der ersten Schicht hochschmelzenden Metalls 440,der Schicht aus Fastedelmetall 442, der zweiten hochschmelzendenMetallschicht 444 und der optionalen Kappenschicht 452 ausgesetztwird. Das Monosilizid 454 wird während des zweiten Schrittesdes Ausheizens in ein Disilizid umgewandelt. Die Salizidgebiete 450 und 454 über demSource-Gebiet 420 unddem Drain-Gebiet 422 beziehungsweise der Gate-Elektrode 426 stelleneinen niedrigeren Widerstand und eine bessere Leitfähigkeitdes Source-Gebietes 420 und des Drain-Gebietes 422, sowie der Gate-Elektrode 426 bereitund verbessern die Arbeitsgeschwindigkeit und die Eigenschaftendes Bauelements.
    [0051] Ineiner Ausführungsformder vorliegenden Erfindung kann eine optionale, Oxidation verhindernde Kappenschicht 352 oder 452 über derzweiten Schicht hochschmelzenden Metalls 344 oder 444 aufgebracht werden,wie in 7a, 7b und 8a in Durchsicht dargestellt. Die Oxidationverhindernde Kappenschicht 352 oder 452 umfasstvorzugsweise Titannitrid, obwohl die Oxidation verhindernde Kappenschicht 352 oder 452 anderePassivierungsmaterialien, wie beispielsweise Tantalnitrid oder Siliziumnitrid,umfassen kann. Die Oxidation verhindernde Kappenschicht 352 oder 452 kann250 Å oderweniger dick sein, und insbesondere kann sie zwischen etwa 50 und150 Å dicksein. In einer Ausführungsformumfasst die Oxidation verhindernde Kappenschicht 352 oder 452 zumBeispiel 150 bis 300 Å Titannitrid.Die Titannitrid-Kappenschicht wird vor dem zweiten Schritt des Ausheizensentfernt, ebenso wie die zweite Titanschicht 344 und 444 unddie Schicht aus Kobalt, die nicht reagiert hat, 348 und 442,wie in den 7b und 8a dargestellt.
    [0052] Dieoptionale Titannitrid-Kappenschicht 352 und 452 istvorteilhaft, da sie die Oxidation der Schicht hochschmelzenden Metalls 344 und 444 undder Schicht aus Fastedelmetall 342 und 442 verhindert.Die Titannitrid-Kappenschicht 352 und 452 stelltauch die Fähigkeitbereit, eine dünnereSchicht fürdie hochschmelzende Metallschicht 344 und 444 abzuscheiden.
    [0053] Wennkeine optionale, Oxidation verhindernde Kappenschicht 352 und 452 verwendetwird, verhindert die zweite Schicht hochschmelzenden Metalls 344 und 444,dass die darunter liegende Schicht aus Fastedelmetall 342 und 344 oxidiert,und trägtzur Bildung eines niederohmigen Silizids während der Schritte des Ausheizensbei. Wenn die optionale, Oxidation verhindernde Kappenschicht 352 und 452 nichtverwendet wird, ist die zweite Schicht hochschmelzenden Metalls 344 und 444 vorzugsweisedicker als die erste Schicht hochschmelzenden Metalls 340 und 440.
    [0054] Einkleiner Prozentsatz von Titan kann in der CoSi2-Schicht 350 und 450,welche zum Beispiel gemäß Ausführungsformender vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, verbleiben. Ausführungsformender vorliegenden Erfindung umfassen auch ein Halbleiterbauelementund ein Transistorbauelement, welche zum Beispiel gemäß den hierinbeschriebenen Verfahren hergestellt werden.
    [0055] DieCoSi2-Bildung reagiert sehr empfindlichauf den Zustand der darunter liegenden Oberfläche 312 und 412.Vorteilhafterweise führtdie neuartige Verwendung einer dünnenSchicht ei nes hochschmelzenden Metalls wie Titan 340 und 440,welche überder Oberflächedes Substrats 312 und 412 aufgebracht ist und daranangrenzt, zusammen mit einer dünnenSchicht eines hochschmelzenden Metalls wie Titan 344 und 444, welche über derKobaltschicht oder Schicht aus Fastedelmetall 342 und 442 aufgebrachtist, dazu, dass die Oxidation der Oberfläche des Substrats 312/412 wesentlichherabgesetzt wird. Dies führtzur Bildung einer Salizidschicht mit einer glatten Oberfläche undinsbesondere einer verminderten Rauhigkeit der Oberfläche.
    [0056] 9a bis 9c veranschaulichen Versuchsergebnissefür einBauelement, welches gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. In 9a sind Testergebnisse für die Messungen derrelativen Konzentration, die füreine Halbleiterscheibe mit einer ersten 15 Å dicken Titanschicht (Ti2),welche übern+ Silizium (Si2) abgeschieden ist, einer 80 Å dicken Kobaltschicht (Co1),welche überder ersten Titanschicht abgeschieden ist, und einer 15 Å dickenTitanschicht (Ti2), welche überder Kobaltschicht (Co1) abgeschieden ist, vorgenommen wurden, undeine Messung des Oxids (O1) auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats Si2unmittelbar nach der Abscheidung dargestellt. Eine 200 Å dickenTitannitrid-Kappenschicht wurde überder zweiten Titanschicht abgeschieden. Die relativen Konzentrationendieser Materialien sind nach dem ersten Ausheizen in 9b und nach dem zweitenAusheizen in 9c dargestellt.Die dünnenersten und zweiten 15 Å dickenTitanschichten, welche mit der Kobaltschicht (Co1) eine Mehrschichtstrukturbilden, verringerten die Dicke des Oxids O1 unerwarteterweise wesentlich,wie in 9c bei 456 zuerkennen ist.
    [0057] Einanderes unerwartetes Ergebnis von Ausführungsformen der vorliegendenErfindung umfasst eine wesentliche Verringerung der resultierendenRauhigkeit der Salizidoberfläche.Tabelle 1 veranschaulicht die Rauhigkeit der Oberfläche, welchefür dieselbeAusführungsform,die für 9a bis 9c beschrieben ist, in einem Rasterkraftmikroskop(AFM fürengl. atomic force microscope) gemessen wurde. Die Rauhigkeit derSilizidoberflächewurde fürjedes Bauelement in einem Gebiet von 5 μm × 5 μm gemessen. Der gemessene Bereichfür dieRauhigkeit ist in nm dargestellt. Die getestete Ausführungsformder vorliegenden Erfindung führte zueiner um mehr als die Hälfteverminderten Rauhigkeit im Vergleich zu einem Salizidbauelement,welches unter Verwendung einer Ti-Schicht gebildet wurde, die über einerKobaltschicht ausgebildet war, wie zum Beispiel von Erhardt et al.gelehrt. Ähnlichwurde die Rauhigkeit der Salizidoberfläche im Vergleich zu einem Salizidbauelement,welches unter Verwendung einer Ti-Schicht gebildet wurde, die zwischender Kobaltschicht und dem Si ausgebildet war, wie von Wei et al.gelehrt, um 28 % verringert (obwohl in dem Versuch eine dünnere Ti-Schichtverwendet wurde, als von Wie et al. gelehrt wird).
    [0058] Demnachumfassen Vorteile von Ausführungsformender vorliegenden Erfindung Abbauen des Oxids auf der Siliziumoberfläche beigleichzeitigem Verbessern oder Verringern der Rauhigkeit der Oberfläche des Silizids 350/450 undVerringern der Möglichkeitfür Überbrückung (wiein 3 dargestellt). DieVerringerung der Rauhigkeit der Oberfläche des Silizids 350/450 führt zurReduktion des Übergangsverlusts.Da die Schicht aus Fastedelmetall 342 und 442 zwischenden beiden Schichten hochschmelzenden Metalls 340/440 und 344/444 gemäß der vorliegendenErfindung in eine Mehrschichtstruktur eingebettet ist, kann dasSubstratoxid abgebaut werden, und die Rauhigkeit der Oberfläche desSilizids 350/450 kann verbessert werden, ohne Überbrückung durchSilizid zu erzeugen oder den Übergangsverlustzu verschlechtern. Da die erste Schicht hochschmelzenden Metalls 340/440 jeglichesOxid auf der Oberseite des silizidierten Gebietes 312/412 abbaut, wirddas Prozessfenster vergrößert. Außerdem führen diehierin beschriebenen Verfahren auf Grund der Verhinderung von Überbrückung durchSilizid zu besseren Ergebnissen.
    [0059] ObwohlAusführungsformender vorliegenden Erfindung und einige Vorteile davon ausführlich beschriebenwurden, versteht es sich von selbst, dass verschiedene Änderungen,Ersetzungen und Umstellungen hierin vorgenommen werden können, ohnesich vom Geist und Rahmen der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert,zu entfernen. Es ist zum Beispiel für Fachleute leicht zu erkennen,dass die Verfahren, Materialien und Reihenfolge der Verfahrensschrittevariiert werden können,solange sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung bleiben.
    [0060] Außerdem istnicht beabsichtigt, dass sich der Rahmen der vorliegenden Erfindungauf die konkreten Ausführungsformendes Prozesses, der Maschine, der Herstellung, der stofflichen Zusammensetzung,der Mittel, Verfahren und Schritte, welche in der Spezifikationbeschrieben werden, beschränkt.Wie füreinen Durchschnittsfachmann aus der Offenbarung der vorliegendenErfindung leicht zu erkennen ist, können Prozesse, Maschinen, Herstellung,stoffliche Zusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte, welchegegenwärtig vorhandensind oder späterentwickelt werden und im Wesentlichen dieselben Funktionen ausführen oderim Wesentlichen dasselbe Ergebnis erzielen wie die entsprechenden,hierin beschriebenen Ausführungsformen, gemäß der vorliegendenErfindung verwendet werden. Dem gemäß ist beabsichtigt, dass dieangehängtenAnsprü chediese Prozesse, Maschinen, Herstellung, stofflichen Zusammensetzungen,Mittel, Verfahren oder Schritte umfassen.
    权利要求:
    Claims (31)
    [1] Verfahren zur Bildung eines Silizids, umfassend: Bereitstelleneines Halbleitersubstrats mit zumindest einem Siliziumgebiet aufeiner Oberseite davon; Aufbringen einer ersten Schicht hochschmelzendenMetalls überder Oberseite des zumindest einen Siliziumgebietes; Aufbringeneiner Schicht aus Fastedelmetall über der ersten Schicht hochschmelzendenMetalls; Aufbringen einer zweiten Schicht hochschmelzendenMetalls überder Schicht aus Fastedelmetall; Ausheizen des Halbleitersubstratsin einem ersten Ausheizprozess, um ein Silizid zu bilden, das andas zumindest eine Siliziumgebiet angrenzt, wobei ein Abschnittder Schicht aus Fastedelmetall nicht reagiert; und Entfernender zweiten Schicht hochschmelzenden Metalls und des Abschnittsder Schicht aus Fastedelmetall, der nicht reagiert hat.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner Ausheizendes Halbleitersubstrats in einem zweiten Ausheizprozess, um dasSilizid in ein Silizidmaterial mit einer Phase niedrigen Widerstandsumzuwandeln, umfasst.
    [3] Verfahren nach Anspruch 2, wobei der zweite Ausheizprozesseine höhereTemperatur als der erste Ausheizprozess umfasst.
    [4] Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, welches zusätzlich Aufbringeneiner Oxidation verhindernden Kappenschicht über der zweiten Schicht hochschmelzendenMetalls vor dem ersten Ausheizprozess und Entfernen der Oxidationverhindernden Kappenschicht vor dem zweiten Ausheizprozess umfasst.
    [5] Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Aufbringen einerOxidation verhindernden Kappenschicht Aufbringen von TiN umfasst.
    [6] Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Aufbringen vonTiN Aufbringen von 250 Å oderweniger TiN umfasst.
    [7] Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, wobei das Aufbringender ersten Schicht hochschmelzenden Metalls Aufbringen von Ti umfasst,wobei das Aufbringen einer Schicht aus Fastedelmetall Aufbringenvon Ni oder Co umfasst, und wobei das Aufbringen der zweiten Schichthochschmelzenden Metalls Aufbringen von Ti umfasst.
    [8] Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Aufbringen einerSchicht aus Fastedelmetall Aufbringen von Co umfasst, und wobeidas Ausheizen des Halbleitersubstrats in einem ersten Ausheizprozess,um ein Silizid zu bilden, das an das zumindest eine Silizium-Gebietangrenzt, ein Bilden eines Monosilizids umfasst.
    [9] Verfahren nach Anspruch 8, welches ferner Ausheizendes Halbleitersubstrats in einem zweiten Ausheizprozess, um dieMonosilizidschicht in ein Disilizid umzuwandeln, umfasst, wobeider zweite Ausheizprozess bei einer höheren Temperatur als der ersteAusheizprozess erfolgt.
    [10] Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Aufbringender ersten Schicht hochschmelzenden Metalls Aufbringen von Titanin einer Dicke von weniger als 50 Å umfasst, wobei das Aufbringender Schicht aus Fastedelmetall Aufbringen von Kobalt in einer Dickevon 100 Å oderweniger umfasst, und wobei das Aufbringen der zweiten Schicht hochschmelzendenMetalls Aufbringen von Titan in einer Dicke von weniger als 50 Å umfasst.
    [11] Verfahren nach Anspruch 10, wobei der erste Ausheizprozessbei 450 bis 600 °Cfür 10bis 20 Sekunden erfolgt, und wobei der zweite Ausheizprozess bei600 bis 800 °Cfür 10bis 30 Sekunden erfolgt.
    [12] Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei das Aufbringeneiner Schicht aus Fastedelmetall Aufbringen von Ni umfasst, undwobei der erste Ausheizprozess bei 200 bis 400 °C erfolgt.
    [13] Verfahren nach Anspruch 12, welches ferner Ausheizendes Halbleitersubstrats in einem zweiten Ausheizprozess, um dasSilizid in ein Silizidmaterial mit einer Phase niedrigen Widerstandsumzuwandeln, umfasst, wobei der zweite Ausheizprozess bei 400 bis550 °C erfolgt.
    [14] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei Aufbringender ersten Schicht hochschmelzenden Metalls, Aufbringen einer Schichtaus Fastedelmetall und Aufbringen der zweiten Schicht hochschmelzendenMetalls eine physikalische Gasphasenabscheidung oder das Abscheidenvon Atomschichten umfassen.
    [15] Halbleiterbauelement, welches gemäß dem Verfahrennach einem der Ansprüche1 bis 14 hergestellt ist.
    [16] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Bereitstelleneines Halbleitersubstrats Bereitstellen eines Halbleitersubstratsmit zumindest einem Transistor, der darin ausgebildet ist, umfasst,wobei der Transistor umfasst: ein Source-Gebiet, welches indem Substrat ausgebildet ist; ein Drain-Gebiet, welches indem Substrat ausgebildet ist, wobei ein Kanalgebiet zwischen demSource-Gebiet und dem Drain-Gebiet festgelegt ist; ein Gate-Dielektrikum,welches zumindest überdem Kanalgebiet ausgebildet ist; eine Gate-Elektrode, welche über demGate-Dielektrikum ausgebildet ist, wobei das Source- oder das Drain-Gebietdas zumindest eine Silizium-Gebiet umfassen.
    [17] Transistor, welcher gemäß dem Verfahren nach Anspruch16 hergestellt ist.
    [18] Verfahren zur Bildung von Silizid, umfassend: Bereitstelleneines Halbleitersubstrats mit zumindest einem Silizium-Gebiet aufeiner Oberseite davon; Aufbringen einer ersten Titanschicht über derOberseite des zumindest einen Silizium-Gebietes; Aufbringeneiner Kobaltschicht überder ersten Titanschicht; Aufbringen einer zweiten Titanschicht über derKobaltschicht; und Ausheizen des Halbleitersubstrats in einemersten Ausheizprozess, um ein CoSi-Monosilizid, das an das zumindesteine Silizium-Gebiet angrenzt, zu bilden.
    [19] Verfahren nach Anspruch 18, welches zusätzlich Entfernenzumindest des Kobalts, das nicht reagiert hat, von über demHalbleitersubstrat nach dem ersten Ausheizprozess umfasst.
    [20] Verfahren nach Anspruch 19, welches ferner Ausheizendes Halbleitersubstrats in einem zweiten Ausheizprozess, um dasCoSi-Monosilizid in ein CoSi2-Disilizidumzuwandeln, umfasst.
    [21] Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Disilizideinen Prozentsatz von Titan enthält.
    [22] Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, welches fernerAufbringen einer Titannitrid-Kappenschicht vor dem Ausheizen desHalbleitersubstrats umfasst, und ferner Entfernen des Titannitridsnach dem ersten Ausheizprozess umfasst.
    [23] Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Aufbringeneiner Titannitrid-Kappenschicht Aufbringen von 250 Å oder wenigerTitannitrid umfasst.
    [24] Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei der ersteAusheizprozess bei 450 bis 600 °Cfür 10bis 20 Sekunden er folgt, und wobei der zweite Ausheizprozess bei600 bis 800 °Cfür 10bis 30 Sekunden erfolgt.
    [25] Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei das Aufbringender ersten Titanschicht Aufbringen von Titan in einer Dicke vonweniger als 50 Å umfasst.
    [26] Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei das Aufbringender ersten Kobaltschicht Aufbringen von Kobalt in einer Dicke von100 Å oderweniger als umfasst.
    [27] Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, wobei das Aufbringender zweiten Titanschicht Aufbringen von Titan in einer Dicke vonweniger als 50 Å umfasst.
    [28] Halbleiterbauelement, welches gemäß dem Verfahrennach einem der Ansprüche18 bis 27 hergestellt ist.
    [29] Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 27, wobei das Bereitstelleneines Halbleitersubstrats Bereitstellen eines Halbleitersubstratsmit zumindest einem Transistor, der darin ausgebildet ist, umfasst,wobei der Transistor umfasst: ein Source-Gebiet, welches indem Substrat ausgebildet ist; ein Drain-Gebiet, welches indem Substrat ausgebildet ist, wobei ein Kanalgebiet zwischen demSource-Gebiet und dem Drain-Gebiet festgelegt ist; ein Gate-Dielektrikum,welches zumindest überdem Kanalgebiet ausgebildet ist; eine Gate-Elektrode, welche über demGate-Dielektrikum ausgebildet ist, wobei das Source-Gebiet und das Drain-Gebietdes Transistors das zumindest eine Siliziumgebiet umfassen.
    [30] Verfahren nach Anspruch 29, wobei die Gate-ElektrodeSilizium umfasst, und wobei ein CoSi-Monosilizid während desersten Ausheizprozesses auf der Gate-Elektrode gebildet wird.
    [31] Transistor, welcher gemäß dem Verfahren nach Anspruch30 hergestellt ist.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US20180211918A1|2018-07-26|Cobalt based interconnects and methods of fabrication thereof
    US9899494B2|2018-02-20|Methods of forming silicide regions and resulting MOS devices
    DE19960503B4|2008-01-10|Metall-Verbindungs-Kontakt-Struktur mit einem kleinen Kontaktwiderstand und einem geringen Übergangsverlust sowie Verfahren zur Herstellung derselben
    US7544610B2|2009-06-09|Method and process for forming a self-aligned silicide contact
    US6777275B1|2004-08-17|Single anneal for dopant activation and silicide formation
    US6281102B1|2001-08-28|Cobalt silicide structure for improving gate oxide integrity and method for fabricating same
    CN100336186C|2007-09-05|形成硅化镍层以及半导体器件的方法
    US6521519B2|2003-02-18|MIS transistor and manufacturing method thereof
    US7078285B1|2006-07-18|SiGe nickel barrier structure employed in a CMOS device to prevent excess diffusion of nickel used in the silicide material
    KR100302894B1|2001-11-07|이중| 두께 코발트 실리사이드 층을 갖는 집적 회로 구조 및 그 제조 방법
    US5858873A|1999-01-12|Integrated circuit having amorphous silicide layer in contacts and vias and method of manufacture thereof
    US6060387A|2000-05-09|Transistor fabrication process in which a contact metallization is formed with different silicide thickness over gate interconnect material and transistor source/drain regions
    US6911384B2|2005-06-28|Gate structure with independently tailored vertical doping profile
    US7320939B2|2008-01-22|Semiconductor device fabricated by a method of reducing the contact resistance of the connection regions
    US7119012B2|2006-10-10|Stabilization of Ni monosilicide thin films in CMOS devices using implantation of ions before silicidation
    KR100558006B1|2006-03-06|니켈 샐리사이드 공정들 및 이를 사용하여 반도체소자를제조하는 방법들
    US5830775A|1998-11-03|Raised silicided source/drain electrode formation with reduced substrate silicon consumption
    DE19950708C2|2002-10-02|Verfahren zum Bilden von selbstjustierenden Cobaltsilicid-Schichten mit lokal unterschiedlicher Schichtdicke
    JP3781666B2|2006-05-31|ゲート電極の形成方法及びゲート電極構造
    KR20010104623A|2001-11-26|박막 실리콘-온-인슐레이터에의 낮은 저항 접촉을 위한자기 정렬된 실리사이드 제조 및 처리 방법
    US6255703B1|2001-07-03|Device with lower LDD resistance
    US5874342A|1999-02-23|Process for forming MOS device in integrated circuit structure using cobalt silicide contacts as implantation media
    US7354854B2|2008-04-08|Nickel silicide method and structure
    US5739064A|1998-04-14|Second implanted matrix for agglomeration control and thermal stability
    US8030210B2|2011-10-04|Contact barrier structure and manufacturing methods
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    CN100364068C|2008-01-23|
    US6916729B2|2005-07-12|
    CN1591796A|2005-03-09|
    US20040203229A1|2004-10-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-11-18| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-09-11| 8131| Rejection|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]