[发明专利]NMOS晶体管及其制备方法

说明书

本申请提供一种NMOS晶体管及其制备方法，涉及半导体技术领域，用于解决源极和漏极与接触插塞之间的接触电阻大的技术问题，该NMOS晶体管的制备方法包括：提供衬底；在衬底上形成栅极结构，并在栅极结构两侧的衬底中形成具有N型掺杂元素的源极和漏极；在源极和漏极处分别形成金属氧化层，其中，金属氧化层的导带与衬底的导带对齐；在惰性环境下，通过退火工艺对金属氧化层进行退火，其中，退火温度为330℃～450℃；在金属氧化层的表面上形成金属硅化物层。本申请不仅可以解除金属半导体直接接触产生的费米钉扎效应，使得势垒高度降低；另外通过退火增加了金属氧化层中的氧空位，使得隧穿电阻减小。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种NMOS晶体管及其制备方法。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，半导体器件的尺寸不断缩小，金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor，简称MOS)晶体管的接触电阻对于MOS晶体管以及整个半导体芯片的性能影响越来越大。

相关技术中，MOS晶体管包括设置在衬底上的栅极结构以及位于栅极结构两侧的衬底中的源极和漏极，源极和漏极处具有与源极和漏极电连接的金属导电材质制成的金属导电层，以通过金属导电层实现源极和漏极与其它器件的电性导通或信号传输。

然而，随着MOS晶体管尺寸的不断减小，源极和漏极的面积也越来越小，导致源极和漏极与金属导电层之间的接触电阻越来越大，从而导致半导体器件的性能差的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供一种NMOS晶体管及其制备方法，通过在金属硅化物层与源极和漏极之间设置退火的金属氧化层，不仅可以解除金属半导体直接接触产生的费米钉扎效应，使得势垒高度降低；另外通过退火增加了金属氧化层中的氧空位，使得隧穿电阻减小；同时由于金属氧化层的加入使得金属硅化物的形成不需要消耗衬底，可应用于超浅结技术。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

本申请实施例提供一种NMOS晶体管的制备方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成栅极结构，并在所述栅极结构两侧的所述衬底中形成具有N型掺杂元素的源极和漏极；

在所述源极和所述漏极处分别形成金属氧化层，其中，所述金属氧化层与所述衬底的导带对齐；

在惰性环境下，通过退火工艺对所述金属氧化层进行退火，其中，退火温度为330℃～450℃；

在所述金属氧化层的表面上形成金属硅化物层。

作为一种可选的实施方式，在所述源极和所述漏极处分别形成金属氧化层的步骤中，包括：

通过射频溅射工艺在所述源极和所述漏极处分别形成锌氧化层，所述锌氧化层的厚度为0.6nm～1.2nm。

作为一种可选的实施方式，在惰性环境下，通过退火工艺对所述金属氧化层进行退火，其中，退火时间为25s～35s。

作为一种可选的实施方式，所述惰性环境包括惰性气体或氮气。

作为一种可选的实施方式，在所述金属氧化层的表面上形成金属硅化物层的步骤中，包括：

在所述金属氧化层的表面上沉积非晶硅层；

在所述非晶硅层的表面上沉积金属层，所述金属层的材料的热稳定温度为1000℃～1200℃；

对所述金属层和所述非晶硅层进行退火处理，以使所述金属层和所述非晶硅层反应形成所述金属硅化物层。

作为一种可选的实施方式，对所述金属层和所述非晶硅层进行退火处理，以使所述金属层和所述非晶硅层反应形成所述金属硅化物层的步骤中，包括：