[发明专利]接触结构及其形成方法

说明书

本发明的实施例包括接触结构及其形成方法。一个实施例是形成半导体器件的方法，该方法包括：在衬底上方形成接触区域；在接触区域和衬底上方形成介电层；以及形成穿过介电层的开口以暴露接触区域的一部分。该方法还包括：在接触区域的暴露部分上以及沿着开口的侧壁形成金属硅化物层；以及用导电材料填充开口以在介电层中形成导电插塞，导电插塞电连接至接触区域。

技术领域

本发明总体涉及半导体领域，更具体地，涉及半导体器件的接触结构以及形成方法。

背景技术

半导体器件用于各种电子应用中，例如，诸如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方依次沉积绝缘层或介电层、导电层和半导电材料层，然后使用光刻来图案化各个材料层以在其上形成电路部件和元件来制造半导体器件。

半导体产业通过不断减小最小特征尺寸来不断提高各种电子部件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成度，这使得更多的部件集成到给定的区域内。

在半导体器件中使用诸如金属或半导体的导电材料以制造集成电路的电连接件。随着器件的尺寸的减小，对导体和绝缘体的需求已经改变。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种形成半导体器件的方法，该方法包括：在衬底上方形成接触区域；在接触区域和衬底上方形成介电层；形成穿过介电层的开口以暴露接触区域的一部分；在接触区域的暴露部分上以及沿着开口的侧壁形成金属硅化物层；以及用导电材料填充开口以在介电层中形成接触插塞，接触插塞电连接至接触区域。

优选地，形成金属硅化物层包括：沿着接触区域的暴露部分、开口的侧壁以及在介电层上方形成含硅覆盖层；在开口中和介电层上方的含硅覆盖层上形成金属层；在开口中和介电层上方的金属层上形成粘合层；以及实施硅化工艺以使含硅覆盖层的至少一部分与金属层反应从而形成金属硅化物层。

优选地，含硅覆盖层包括硅、锗、硅锗、碳化硅、磷化硅或它们的组合。

优选地，金属层包括镍、钴、钛、钨或它们的组合。

优选地，粘合层包括氮化钛、氮化钽或它们的组合。

优选地，实施硅化工艺包括：在约100℃至约900℃的温度下、包括Ar、N₂或它们的组合的工艺气体并且在约770托至约1000托的压力下对衬底实施退火工艺。

优选地，在接触区域的暴露部分上以及沿着开口的侧壁形成金属硅化物层消耗掉接触区域的至少一部分。

优选地，该方法还包括：平坦化导电材料以形成导电插塞，其中，在平坦化步骤之后，导电插塞的顶面与介电层的顶面基本上共面。

优选地，衬底是鳍式场效应晶体管(FinFET)的半导体鳍，而接触区域是FinFET的源/漏极区，并且形成接触区域包括：在半导体鳍中蚀刻凹槽；在凹槽中外延生长半导体材料；以及以至少一种掺杂剂掺杂半导体材料从而形成源/漏极区。

优选地，接触区域包括硅、硅锗、磷化硅、碳化硅或它们的组合。

优选地，金属硅化物层基本沿着开口的侧壁从接触区域的顶面延伸至介电层的顶面。

优选地，金属硅化物层具有沿着接触区域的第一厚度和沿着开口的侧壁的第二厚度，第一厚度在约30埃至约之间，而第二厚度在约至约之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成接触结构的方法，该方法包括：在衬底上方形成接触层；在接触层和衬底上方沉积介电层；图案化介电层以形成穿过介电层的开口，接触层的至少一部分暴露在开口中；沿着暴露的接触层和介电层的侧壁在开口中以及在介电层上方沉积覆盖层；在开口中和介电层上方的覆盖层上沉积金属层；在开口中和介电层上方的金属层上沉积粘合层；以及在沉积粘合层之后，对覆盖层和金属层进行退火以沿着接触层和介电层的侧壁在开口中以及在介电层上方形成金属硅化物层。