[发明专利]一种制作金属与n型半导体锗源漏接触的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种利用硫钝化制作金属与n型半导体锗源漏接触的方法，通过该方法能改善接触的性能，能应用在利用Ge作为沟道材料的各种结构器件的源漏。

背景技术

随着微电子工业的发展，通过等比例缩小等方法来达到器件更好的性能，更低的功耗，同时器件的集成度也得到了很大的提高，但同时随着器件的尺寸不断缩小，寄生的电阻等对器件的影响将加大，为了减小寄生的电阻，加大开态电流，得到更好的性能，增强沟道的迁移率将显得很重要，半导体Ge由于其优于Si的载流子迁移率而被关注研究。Ge主要的优势主要体现在相比于Si两倍左右的电子迁移率以及4倍左右的空穴迁移率，同时与现有Si半导体工艺具有很好的兼容性，但同时也有许多的问题需要解决，比如Ge表面的态密度大、较低的掺杂离子激活溶度和金属与Ge的费米能级钉扎效应等。

对于n-Ge与金属的接触，由于费米能级的钉扎效应，金属与n-Ge之间的肖特基势垒高度很大，这将产生较大的接触电阻，改善利用Ge作为沟道材料的n-Ge与金属的接触是目前一个重要的研究课题。目前改善n-Ge与金属的接触的方法主要集中在两个方面，一是在金属与n-Ge之间插入薄的介电层，这种方法在一定程度上降低了肖特基势垒的高度但同时也引入了介质电阻。二是利用锗化物的合金电极，同时在Ge界面处采取高掺杂或不同离子的共同掺杂，但高掺杂时离子的激活溶度较低且扩散速度过快，这将阻碍金属与n-Ge之间得到低电阻率的接触，所以寻求能更好的改善金属与n-Ge接触的方法将是一个重要的研究点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种制作金属与n型半导体锗源漏接触的方法，以改善n-Ge与金属的接触，从而获得高性能的Ge CMOS器件。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种制作金属与n型半导体锗源漏接触的方法，该方法包括：

清洗n型半导体单晶锗片；

利用含硫的钝化液对该n型半导体单晶锗片的表面进行钝化；以及

在该钝化后的n型半导体单晶锗片表面沉积金属作为源漏接触。

上述方案中，所述n型半导体单晶锗片是通过原位掺杂、扩散或离子注入方式形成的n型半导体单晶锗片。所述原位掺杂、扩散或离子注入方式中采用的离子为P、As、Sb、S或Se。

上述方案中，所述n型半导体单晶锗片为体锗材料、锗覆绝缘衬底材料、硅基锗材料或III-V族化合物基锗材料。

上述方案中，所述n型半导体单晶锗片为晶面为(100)、(110)或(111)的n型半导体单晶锗片。

上述方案中，所述清洗n型半导体单晶锗片，包括：采用MOS级纯度的丙酮和乙醇先后清洗5—10分钟，分别加以功率为15W的水浴超声，经去离子水清洗1分钟后用氮气吹干，然后用体积比为1：20的HF溶液浸泡1—3分钟，再用去离子水清洗1分钟，HF溶液浸泡和去离子水清洗重复3—5次，并用氮气吹干。

上述方案中，所述含硫的钝化液，其采用的硫源为(NH₄)₂S、(NH₄)₂S_x、Na₂S或H₂S中一种或多种。

上述方案中，所述在钝化后的n型半导体单晶锗片表面沉积金属，采用的沉积方法为电子束蒸发或溅射，沉积的金属为低功函数金属。所述低功函数金属为Al。

上述方案中，所述源漏接触，在金属与半导体材料之间具有一钝化层，能够应用于各种平面型、FinFET或无结结构器件的源漏接触。

(三)有益效果

本发明提供的这种利用硫钝化制作金属与n型半导体锗源漏接触的方法，是在n型半导体单晶Ge材料上，清洗Ge晶片表面后使用硫化铵或其他硫钝化液体在Ge表面形成钝化层，在钝化层上沉积金属电极形成金属与半导体Ge的源漏接触结构。采用硫钝化Ge的表面来达到改善金属与n型Ge的源漏接触目的，获取低电阻率的源漏接触，进而解决了以Ge作为沟道材料的MOSFET器件的源漏问题，从而获得高性能的Ge CMOS器件。

附图说明

图1是本发明提供的制作金属与n型半导体锗源漏接触的方法流程图；

图2A至图2C是依照本发明实施例的制作金属与n型半导体锗源漏接触的工艺流程图；