[发明专利]一种半导体结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，尤其涉及一种半导体结构及其制造方法。

背景技术

金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)是一种可以广泛应用在数字电路和模拟电路中的晶体管。

图10为常规金属氧化物半导体场效应晶体管器件的剖面示意图，如图10所示，该MOSFET包括：衬底100、源/漏区110、源/漏延伸区111、栅极堆叠以及侧墙240，可选地，还包括用于隔离相邻MOSFET结构的浅沟槽120。其中，所述栅极堆叠形成于所述衬底100之上，包括栅介质层210、栅极220以及覆盖层230；所述源/漏区110形成于所述衬底100之中，位于所述栅极堆叠两侧；所述源/漏延伸区111从所述源/漏区110延伸至靠近所述栅极堆叠，其厚度小于所述源/漏区110；所述侧墙240位于所述栅极堆叠的侧壁上，覆盖所述源/漏延伸区111；在所述源/漏区110上存在接触层300（利于减小接触电阻），对于含硅衬底来说是形成金属硅化物层。在下文中以含硅衬底为例进行描述，将接触层代称为金属硅化物层。

接触层有利于减小源/漏区的接触电阻，以硅基半导体为例，如图11所示，在深亚微米CMOS器件中，常用的金属硅化物层材料为TiSi₂、CoSi₂，随着器件尺寸进一步减小，特别是工艺节点到达90nm、65nm及其以下，TiSi₂、CoSi₂可能无法满足更低的接触电阻的要求。在65nm技术节点及其以下，NiSi取代TiSi₂、CoSi₂成为新一代的接触层材料。日本Hiroshi Iwai等2002年发表在Microelectronic Engineering上的“NiSi salicide technology for scaled CMOS”一文中，详细介绍了NiSi自对准硅化物技术在CMOS工艺中的应用。NiSi相比于TiSi₂、CoSi₂等金属硅化物，具有形成温度低（~400℃）、硅化过程中消耗硅少、接触电阻更低的优点，再加入适量合适的金属（如Pt），以Ni合金硅化物作为接触层，可以增强由于形成伪二元固态溶液的NiSi的热稳定性，使得器件获得最佳性能。

NiSi形成过程不同于TiSi₂、CoSi₂等，硅化过程中Ni扩散进入硅中，形成NiSi，而TiSi₂等的形成是Si原子扩散进入金属中形成硅化物，Ni相对于Ti、Co、Pt等在硅中有更大的扩散系数。当Ni横向扩散进入到沟道区中时，相当于在沟道中形成了硅化物层，容易导致沟道短路，使得半导体器件失效。

因此，在接触电阻满足产品需要时，如何减少Ni扩散，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种半导体结构及其制造方法，使得半导体结构在接触电阻满足产品需要时，减少Ni扩散。

根据本发明的一个方面，提供一种半导体结构的制造方法，该方法包括以下步骤：

提供衬底，所述衬底上形成有源区，在所述有源区上顺序形成栅极堆叠、以所述栅极堆叠为掩膜形成源/漏延伸区、环绕所述栅极堆叠的第一侧墙、以及以所述栅极堆叠和所述第一侧墙为掩膜形成源/漏区之后，暴露部分所述有源区；

在暴露的所述有源区上形成第一接触层；

在所述第一接触层中靠近所述栅极堆叠的区域上形成第二侧墙后，覆盖部分暴露的所述有源区；

在剩余的所述暴露的有源区上形成第二接触层。

本发明另一方面还提出一种半导体结构，该半导体结构包括，栅极堆叠，所述栅极堆叠形成于有源区上且暴露剩余的所述有源区，还包括：

第一接触层和第二接触层，所述第一接触层和所述第二接触层嵌于所述有源区中，所述第一接触层至少覆盖部分所述有源区，所述第二接触层接于所述第一接触层；与所述第一接触层相比，所述第二接触层更远离所述栅堆叠且所述第一接触层的扩散系数小于所述第二接触层的扩散系数。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：