含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法與微電子裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法與微電子裝置，該方法包括：形成柵極結(jié)構(gòu)于鍺為主的溝道層上，鍺為主的溝道層位于基板上，且柵極堆疊位于鍺為主的溝道層其相反兩側(cè)的鍺為主的源極區(qū)與鍺為主的漏極區(qū)之間；形成蓋層于鍺為主的源極區(qū)與鍺為主的漏極區(qū)上，且蓋層包括硅與鍺；沉積金屬層于蓋層上；進(jìn)行溫度步驟，使至少部分蓋層轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘冁N硅化物，金屬鍺硅化物不溶于蝕刻品，且蝕刻品用以溶解金屬層；以蝕刻品自基板選擇性地移除未消耗的金屬層；以及形成金屬前介電層。本發(fā)明提供的方法，以鍺化工藝制作具有鍺為主的溝道層以及鍺為主的源極與漏極的晶體管裝置，并減少形成孔洞。
【專利說(shuō)明】含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法與微電子裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及場(chǎng)效半導(dǎo)體裝置，還特別涉及場(chǎng)效晶體管(FET)。
【背景技術(shù)】
[0002]場(chǎng)效半導(dǎo)體裝置的大規(guī)模集成度仍面臨多種挑戰(zhàn)。FET晶體管柵極長(zhǎng)度持續(xù)縮小，形成其所需的關(guān)鍵尺寸的工藝控制也越來(lái)越難。
[0003]在硅為主的FET晶體管裝置的領(lǐng)域中，現(xiàn)有的自我對(duì)準(zhǔn)金屬硅化工藝通常用以降低源極/漏極區(qū)與硅柵極的電阻。此工藝通常包含預(yù)清潔工藝、金屬沉積工藝、與回火工藝，以形成金屬硅化物合金。接著進(jìn)行濕式選擇性蝕刻，以移除未反應(yīng)的金屬。在濕式蝕刻工藝中，任何露出的硅表面(比如硅溝道層)將會(huì)自動(dòng)形成薄鈍化層如氧化硅于其上，以保護(hù)下方的硅不受影響。
[0004]在制作鍺為主的FET晶體管(比如形成于鍺基板上)時(shí)，本領(lǐng)域已發(fā)展類似的鍺化工藝。直接在鍺表面上進(jìn)行鍺化工藝的主要問(wèn)題為形成孔洞。上述鍺化工藝通常包括預(yù)清潔工藝、沉積金屬工藝、與回火工藝以形成金屬鍺化物合金。接著進(jìn)行濕式選擇性蝕刻以移除未反應(yīng)的金屬。當(dāng)回火溫度最佳化時(shí)，可減少鍺化工藝中因鍺擴(kuò)散至金屬(如鎳或鎳鉬合金)所產(chǎn)生的孔洞，如美國(guó)專利7，517，765所述。然而移除未反應(yīng)金屬的濕式選擇性蝕刻仍形成孔洞，此問(wèn)題仍待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]當(dāng)鍺接觸較貴重的金屬時(shí)，在水相溶液中極易電化腐蝕。以特定的鍺化物模塊為例，鍺作為電化反應(yīng)的陽(yáng)極60,而較貴重的金屬如鎳鍺合金、鎳、鎳鉬鍺合金、鎳鉬合金作為電化反應(yīng)的陰極61，如圖1所示。鍺暴露于水相化學(xué)品形成小面積的孔洞62，造成高電化電流密度與高局部腐蝕速率。由于氧化鍺可溶于水，因此無(wú)法形成薄層的鈍化氧化層。這與用于硅為主的FET晶體管的公知硅化工藝完全不同，因?yàn)檠趸璨蝗苡谒?，并可在大部分的水相溶液中作為鈍化層。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供改良的方法，以鍺化工藝制作具有鍺為主的溝道層以及鍺為主的源極與漏極的晶體管裝置，并減少形成孔洞。
[0007]完成本發(fā)明的目的的技術(shù)特征如下述。
[0008]在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，具有鍺或鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法包括:提供柵極結(jié)構(gòu)于鍺為主的溝道層上，而鍺為主的溝道層位于基板上?；蹇蔀殒N基板、或絕緣基板上具有磊晶層的硅基板，且磊晶層包括鍺或硅鍺合金(SixGei_x，0 f X = I)。柵極結(jié)構(gòu)位于鍺為主的溝道層其相反兩側(cè)中鍺為主的源極區(qū)與鍺為主的漏極區(qū)之間。上述方法提供蓋層于鍺為主的源極區(qū)與鍺為主的漏極區(qū)上，而蓋層包括硅與鍺如硅鍺合金。上述方法沉積金屬層于蓋層上。上述方法進(jìn)行溫度步驟如回火步驟，使至少部分的蓋層轉(zhuǎn)變成金屬硅鍺化合物。此金屬硅鍺化合物不會(huì)溶于用以溶解沉積的金屬層的預(yù)定蝕刻品。上述方法自基板上以預(yù)定蝕刻品選擇性地移除未消耗的金屬層。上述方法提供金屬前介電層。[0009]在進(jìn)行鍺化工藝即先形成蓋層于源極與漏極區(qū)上的好處在于，可減少甚至避免孔洞形成于鍺為主的溝道及/或源極/漏極區(qū)。如此一來(lái)，在選擇性移除(如蝕刻)未消耗的金屬層時(shí)，可避免露出溝道層、源極與漏極區(qū)、及其他鍺為主的層狀物。蓋層其較上方的部分較佳地與金屬層反應(yīng)。未反應(yīng)的蓋層其較下方的部分在選擇性移除(如蝕刻)未消耗的金屬層時(shí)，可作為蝕刻停止層。
[0010]在較佳實(shí)施例中，上述方法還包括圖案化金屬前介電層以形成開(kāi)口區(qū)域，再將導(dǎo)電材料填入開(kāi)口區(qū)域中，使源極與漏極連接至金屬化線路。金屬前介電層可為氧化硅、氧化硅/氧化氮的堆疊、或低介電常數(shù)的介電層。
[0011]溝道層可為鍺為主的溝道層。舉例來(lái)說(shuō)，溝道層可包含超過(guò)80%、超過(guò)90%、超過(guò)95%、或超過(guò)99%的鍺，甚至是100%的鍺。
[0012]每一源極區(qū)與漏極區(qū)可為鍺為主材料。舉例來(lái)說(shuō)，源極區(qū)與漏極區(qū)可包含超過(guò)80%、超過(guò)90%、超過(guò)95%、或超過(guò)99%的鍺，甚至是100%的鍺。
[0013]提供蓋層于源極及漏極區(qū)上的步驟，亦可包括形成蓋層于柵極結(jié)構(gòu)與源極區(qū)之間的區(qū)域中，以及柵極結(jié)構(gòu)與漏極區(qū)之間的區(qū)域中。
[0014]提供溫度步驟可包括提供150°C至450°C之間的溫度，更佳為提供200°C至400°C之間的溫度、更佳為提供250°C至400V之間的溫度、且更佳為提供250°C至350°C之間的溫度。
[0015]在較佳實(shí)施例中的方法包括:在沉積金屬前介電層前，沉積金屬層于蓋層上、進(jìn)行溫度步驟，使至少部分的蓋層轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘冁N硅化物、與自基板選擇性地移除未消耗的金屬層。
[0016]上述方法的優(yōu)點(diǎn)在于使金屬鍺硅化物與溝道層之間的距離最小化。金屬鍺硅化物與溝道層之間的距離主要地或完全取決于間隔物寬度。
[0017]在其他較佳實(shí)施例中，方法包括在沉積與圖案化金屬前介電層以形成開(kāi)口于其中之后，再沉積金屬層于蓋層上、進(jìn)行溫度步驟，使至少部分的蓋層轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘冁N硅化物、與自基板選擇性地移除未消耗的金屬。
[0018]在工藝的流程中延遲形成金屬鍺硅化物的好處在于，先進(jìn)行其他制作模塊的工藝條件(比如溫度)，之后形成的金屬鍺硅化物則不需再經(jīng)歷其他模塊的工藝條件。舉例來(lái)說(shuō)，其他工藝可為柵極置換工藝。
[0019]在較佳實(shí)施例中，方法進(jìn)一步包含柵極后制的置換柵極結(jié)構(gòu)。
[0020]在較佳實(shí)施例中，柵極后制的置換柵極結(jié)構(gòu)其形成方法于沉積金屬前介電層后進(jìn)行，比如在圖案化金屬前介電層以露出蓋層之前進(jìn)行。
[0021 ] 在較佳實(shí)施例中，柵極結(jié)構(gòu)包括一或多個(gè)介電層及導(dǎo)電電極，而導(dǎo)電電極包括一或多個(gè)金屬層及/或摻雜的多晶硅層。柵極結(jié)構(gòu)的橫向尺寸受限于間隔物結(jié)構(gòu)，而柵極位于含鍺溝道層上并與其相鄰。間隔物結(jié)構(gòu)可為或包括氮化硅、氧化硅、或上述的組合。
[0022]在較佳實(shí)施例中，金屬層為(或包括)鎳、鉬、或鎳與鉬的組合。金屬層亦可為(或包括)鈕、銅、或鈕與銅的組合。
[0023]對(duì)應(yīng)的蝕刻品可為鹽酸(HCl)。
[0024]在較佳實(shí)施例中，提供蓋層(如硅鍺層)的步驟包括磊晶成長(zhǎng)蓋層于鍺為主的源極與漏極區(qū)。[0025]在較佳實(shí)施例中，方法包括以實(shí)質(zhì)上無(wú)晶面模式成長(zhǎng)蓋層(如硅鍺層)。在下述內(nèi)容中，此方法還包括以額外間隔物覆蓋硅鍺層的晶面，以避免晶面上的金屬反應(yīng)。
[0026]在較佳實(shí)施例中，沉積的金屬層具有預(yù)定的厚度及/或預(yù)定的位置。在鍺化工藝如沉積金屬層于蓋層上并進(jìn)行溫度步驟后，使至少部分的蓋層轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘冁N硅化物，未消耗(或未反應(yīng)/未轉(zhuǎn)變)的部分蓋層則繼續(xù)覆蓋其下方的鍺(較佳為鍺為主的源極與漏極區(qū)，亦可為基板上的其他非溝道的鍺區(qū))。如此一來(lái)，自基板選擇性移除未消耗或未反應(yīng)的金屬層時(shí)，上述未消耗的部分蓋層可保護(hù)下方的鍺不受電化腐蝕。
[0027]在較佳實(shí)施例中，沉積的金屬層具有預(yù)定厚度，比如小于含有硅鍺合金的蓋層厚度。在一般例子中，并非所有的蓋層均會(huì)與金屬層作用，因此部分未反應(yīng)的硅鍺、特定實(shí)施例中組成漸變的硅鍺蓋層中的硅、或雙層蓋層中的底部硅層將可繼續(xù)覆蓋保護(hù)下方的鍺不受電化腐蝕。蓋層中所有或部分未反應(yīng)的硅鍺層或硅層，其厚度為至少lnm。
[0028]舉例來(lái)說(shuō)，Inm厚的鎳層可消耗約2nm厚的娃鍺層(SixGeh, x介于O與I之間)，以形成低電阻的鎳硅鍺(NiSixGe1J相。為了保留未反應(yīng)或未轉(zhuǎn)變的部分蓋層以覆蓋鍺，蓋層的厚度較佳大于2nm,比如3nm。
[0029]在較佳實(shí)施例中，蓋層用以避免鍺為主的溝道層以及源極與漏極區(qū)暴露于預(yù)定的蝕刻品。
[0030]在較佳實(shí)施例中，蓋層包括硅與鍺如硅鍺合金，并包含約20%至100%的硅。上述蓋層的優(yōu)點(diǎn)在于蓋層含有足夠的硅，在形成鍺硅化物時(shí)可抑制鍺擴(kuò)散至金屬中，進(jìn)而避免在回火時(shí)形成孔洞。
[0031]蓋層可具有一致的組成，其鍺濃度較佳低于70%，且其鍺濃度更佳低于50%。蓋層亦可具有不一致的組成分布對(duì)應(yīng)不同深度，比如較下方的蓋層的硅濃度高于較上方的蓋層的硅濃度。舉例來(lái)說(shuō)，蓋層可為(或包括)雙層結(jié)構(gòu)，其第一子層如底層的鍺濃度可低于50%。第一子層的硅濃度可高于50%。上述蓋層可具有第二子層如頂層，其鍺濃度可較高如大于50%或大于70%。第一子層(底層)可作為蝕刻停止層或密封層，而第二子層(頂層)可最佳化地與金屬層反應(yīng)。蓋層亦可具有漸變濃度，其鍺濃度隨著沉積厚度而增加。漸變濃度的蓋層的底層(或較下方部分)可對(duì)應(yīng)雙層蓋層的第一子層。漸變濃度的蓋層的頂層(或較上方部分)可對(duì)應(yīng)雙層蓋層的第二子層。漸變濃度的蓋層的中間部分形成于前述的頂層與底層之間。
[0032]蓋層可進(jìn)一步包含碳或錫。舉例來(lái)說(shuō)，蓋層可進(jìn)一步包含硼、銦、磷、砷、或銻。舉例來(lái)說(shuō)，蓋層的厚度至少為5nm,比如5nm至30nm之間。
[0033]在較佳實(shí)施例中，上述方法還包括在沉積金屬層前與成長(zhǎng)蓋層后(如硅鍺層)，形成間隔物以覆蓋任何薄硅鍺區(qū)。上述薄硅鍺區(qū)的成因?yàn)榫婀桄N成長(zhǎng)。在沉積預(yù)定的金屬層于蓋層上并進(jìn)行溫度步驟后，在厚度方向中的薄區(qū)將完全消耗，比如由蓋層正面至鍺為主的溝道層或源極與漏極區(qū)的所有薄區(qū)。這將使蓋層沒(méi)有任何未反應(yīng)的部分殘留于鍺為主的溝道層及/或源極與漏極區(qū)上的薄區(qū)中，以保護(hù)鍺為主的溝道層或源極/漏極區(qū)。
[0034]此間隔物的形成方法如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。
[0035]間隔物可為(或包括)介電堆疊如氧化硅及/或氮化硅或任何其他低介電常數(shù)材料，其不與用于金屬硅鍺合金的金屬反應(yīng)。
[0036]在較佳實(shí)施例中，圖案化的金屬前介電層可避免鍺為主的溝道層與鍺為主的源極與漏極區(qū)暴露于預(yù)定的蝕刻品。舉例來(lái)說(shuō)，制作開(kāi)口于金屬前介電層中，使蓋層得以與后續(xù)沉積的金屬接觸反應(yīng)，而金屬前介電層仍覆蓋晶面硅鍺成長(zhǎng)的薄硅鍺蓋區(qū)。在較佳實(shí)施例中，方法包括在選擇性蝕刻(自基板移除未消耗的金屬層)后，進(jìn)行第二溫度步驟(如第二回火)，以減少金屬鍺硅化物的電阻及/或改良金屬鍺硅化物的裝置性質(zhì)。
[0037]在本發(fā)明另一實(shí)施例中，微電子裝置如晶體管裝置或以晶體管裝置作為中間裝置的裝置，其包含鍺或鍺為主的溝道層于基板上；柵極結(jié)構(gòu)位于鍺為主的溝道層上；柵極結(jié)構(gòu)位于鍺為主的溝道層其相反兩側(cè)中鍺為主的源極區(qū)與鍺為主的漏極區(qū)之間；部分轉(zhuǎn)變的蓋層位于源極及/或漏極區(qū)上，且只有部分蓋層包括金屬鍺硅化物。
[0038]部分晚變的蓋層其包含金屬鍺硅化物的部分為較上方的部分或較上方的子層。部分轉(zhuǎn)變的蓋層可進(jìn)一步包含硅及/或鍺(比如硅鍺合金)，較佳為部分轉(zhuǎn)變的蓋層其較下方的部分或較較下方的子層。
[0039]可以理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可將一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行必要變更以成另一實(shí)施例，反之亦然。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1是公知鍺化工藝中發(fā)生的陽(yáng)極處理。
[0041]圖2是公知方法制造的鍺為主的FET晶體管裝置，其鍺為主的源極/漏極區(qū)中包含孔洞。[0042]圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施例。
[0043]圖4是本發(fā)明中建立于第一實(shí)施例上的第二實(shí)施例。
[0044]圖5是本發(fā)明中建立于第一實(shí)施例上的第三實(shí)施例。
[0045]圖6是本發(fā)明的第四實(shí)施例。
[0046]圖7是本發(fā)明的第五實(shí)施例。
[0047]圖8是本發(fā)明的第六實(shí)施例。
[0048]圖9是依據(jù)圖8的實(shí)施例進(jìn)行額外工藝的實(shí)施例。
[0049]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0050]IFET晶體管裝置
[0051]2基板
[0052]3源極區(qū)
[0053]4漏極區(qū)
[0054]5柵極結(jié)構(gòu)
[0055]7蓋層
[0056]20溝道區(qū)
[0057]51、56 間隔物
[0058]52、55 介電層
[0059]53多晶硅層
[0060]54 金屬層
[0061]57 虛置的介電層
[0062]60 陽(yáng)極[0063]61陰極
[0064]62孔洞
[0065]71金屬鍺硅化物
[0066]72保留部分
[0067]80金屬前介電層
[0068]90開(kāi)口
【具體實(shí)施方式】
[0069]本發(fā)明將以特定實(shí)施例與對(duì)應(yīng)圖式進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明的范疇?wèi)?yīng)以權(quán)利要求為主而不局限于說(shuō)明書內(nèi)容。圖式僅用以說(shuō)明而非局限本發(fā)明。為了說(shuō)明目的，圖式中的某些元件尺寸可能會(huì)失真而未依比例繪示。換言之，本發(fā)明圖式中的尺寸與相對(duì)尺寸不必然對(duì)應(yīng)實(shí)際狀況的真實(shí)尺寸。
[0070]此外，說(shuō)明書與權(quán)利要求中“第一”、“第二”、“第三”、與類似用語(yǔ)用以區(qū)隔類似元件，不一定有位置或時(shí)間上的順序關(guān)系。這些用語(yǔ)在實(shí)際情況下可替換，而本發(fā)明實(shí)施例可由其他順序而非說(shuō)明書所述的順序操作
[0071]另一方面，說(shuō)明書與權(quán)利要求中的“頂部”、“底部”、“位于…上”、“位于…下”、與類似用語(yǔ)僅用以方便說(shuō)明，而不必然用以說(shuō)明相對(duì)位置。這些用語(yǔ)在實(shí)際情況下可替換，而本發(fā)明實(shí)施例可由其他方向而非說(shuō)明書所述的方向操作。
[0072]此外，多種實(shí)施例中的用語(yǔ)“較佳”僅說(shuō)明舉例本發(fā)明可實(shí)施的方式，并非用以局限本發(fā)明。
[0073]在權(quán)利要求中的用語(yǔ)“包括”不應(yīng)限制為后述的元件或步驟，且未排除其他元件或步驟。用語(yǔ)“包括”應(yīng)解釋為存在下述的結(jié)構(gòu)、整體、步驟、或構(gòu)件，但未排除其他結(jié)構(gòu)、整體、步驟、構(gòu)件、或上述的組合。舉例來(lái)說(shuō)，“裝置包括A與B”的意思并非為“裝置僅具有A與B”，而是列舉裝置的構(gòu)件有A與B。此外，權(quán)利要求應(yīng)解釋為包含上述構(gòu)件的均等物。
[0074]圖1是當(dāng)鍺接觸更貴重的金屬時(shí)，其于水性溶液中易于電化腐蝕的事實(shí)。在鍺化物模塊的特例中，鍺作為電化反應(yīng)中的陽(yáng)極60，而更貴重的金屬如鎳鍺、鎳、或鎳鉬作為電化反應(yīng)的陽(yáng)極61，如圖1所示。較貴重的金屬指的是具有較高標(biāo)準(zhǔn)電極電位的金屬。
[0075]圖2為一般的鍺為主的FET晶體管裝置。FET晶體管裝置I形成于基板(如鍺基板)2之上或之中?；?包含溝道區(qū)(或?qū)?20，其連接源極區(qū)3與漏極區(qū)4。在溝道區(qū)20上為柵極結(jié)構(gòu)5，其位于源極區(qū)3與漏極區(qū)之間。柵極結(jié)構(gòu)5包含介電層(或介電層堆疊)55、金屬層54、多晶娃層53、與另一介電層52 (比如氧化娃層)。上述柵極堆疊的橫向尺寸受限于間隔物(比如氮化硅)51。
[0076]在公知的制作工藝中，在金屬與源極-漏極的鍺材料反應(yīng)，與濕式移除未反應(yīng)的金屬后，將產(chǎn)生可見(jiàn)的孔洞6于源極區(qū)3與漏極區(qū)4中。
[0077]本發(fā)明實(shí)施例的好處在于鍺接觸更貴重的金屬時(shí)，不會(huì)暴露于濕式(水相)工藝中，進(jìn)而抑制孔洞形成于鍺中。
[0078]在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，硅鍺(或類似物)的蓋層7位于鍺層(比如鍺為主的溝道層及鍺為主的源極區(qū)與漏極區(qū))的頂部上，如圖3所示。蓋層7的成長(zhǎng)方法可為實(shí)質(zhì)上無(wú)晶面模式。在其他實(shí)施例中，將以額外的間隔物覆蓋硅鍺層的任何晶面，以避免晶面上的金屬反應(yīng)。
[0079]在形成鍺硅化物后，部分蓋層將維持足夠的高含量硅成份，在選擇性蝕刻時(shí)可作為鍺的密封層。較高含量的硅成份較佳為氧化硅，其不溶于水并形成優(yōu)異的鈍化層。
[0080]在沉積金屬前成長(zhǎng)蓋層(如硅鍺合金)，可避免鍺在選擇性蝕刻移除多余金屬時(shí)暴露至水相溶液。在鍺化反應(yīng)時(shí)，至少部分的蓋層將與金屬(比如鎳或鎳鉬合金)反應(yīng)，而未反應(yīng)的部分蓋層將作為停止層(或密封層)以避免鍺在選擇性蝕刻時(shí)暴露于濕蝕刻品中。蓋層的組要組成為硅、鍺、碳、及/或錫，但亦可包含摻質(zhì)原子如硼、銦、磷、砷、及/或銻。若蓋層具有一致的組成，其鍺濃度可低于70%且較佳低于50%。在其他實(shí)施例中，蓋層的組成可隨著深度變化，其較上層的部分可包含高濃度的鍺(大于50%)以與金屬(如鎳)反應(yīng)，而較下層不反應(yīng)的部分可包含高濃度的硅(大于50%)以作為密封層。
[0081]上述蓋層較佳為選擇性成長(zhǎng)于鍺而不成長(zhǎng)于介電材料上的材料，比如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或碳。上述蓋層可為非選擇性成長(zhǎng)的材料，但之后可由不利裝置操作(比如化學(xué)機(jī)械研磨操作)的區(qū)域移除。
[0082]在本發(fā)較佳實(shí)施例中，成長(zhǎng)于鍺層的頂部上的硅鍺合金(或類似物)的蓋層7，可具有晶面如圖4所示。在此例中，額外的間隔物56將蓋層7上的晶面，以避免晶面中的薄硅鍺層與金屬反應(yīng)。
[0083]在圖5中，金屬前介電層80覆蓋晶面，而開(kāi)口 90位于金屬前介電層80中。開(kāi)口90并未與蓋層7的晶面重疊，即金屬前介電層80仍覆蓋蓋層7的晶面。
[0084]圖6至圖8所示的實(shí)施例分別對(duì)應(yīng)圖3至圖5的實(shí)施例，差別在于圖6至圖8的裝置進(jìn)一步采用置換柵極工藝。在形成金屬鍺硅化物的步驟早于柵極移除的步驟的實(shí)施例中，鍺硅化的柵極堆疊由虛置的介電層57與虛置的多晶硅柵極層53所組成。
[0085]在圖8中，形成開(kāi)口 90于金屬前介電層80中，而后續(xù)形成金屬鍺硅化物的步驟晚于置換柵極步驟。在此例中，柵極堆疊由最后的介電層55及視情況采用的金屬層54與58所組成。
[0086]對(duì)圖8的裝置進(jìn)行額外工藝，可得圖9的裝置。金屬層位于蓋層7上并位于開(kāi)口90中。回火步驟可消耗部分蓋層7，結(jié)果為原有蓋層7的保留部分72及頂部的金屬鍺硅化物71。接著在形成穿過(guò)金屬前介電層的接點(diǎn)至源極與漏極區(qū)前，可先移除蓋層其未反應(yīng)的保留部分。
【權(quán)利要求】
1.一種包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，包括: 形成一柵極結(jié)構(gòu)于該鍺為主的溝道層上，該鍺為主的溝道層位于一基板上，且該柵極堆疊位于該鍺為主的溝道層其相反兩側(cè)的一鍺為主的源極區(qū)與一鍺為主的漏極區(qū)之間； 形成一蓋層于該鍺為主的源極區(qū)與該鍺為主的漏極區(qū)上，且該蓋層包括硅與鍺； 沉積一金屬層于該蓋層上； 進(jìn)行一溫度步驟，使至少部分該蓋層轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤饘冁N硅化物，該金屬鍺硅化物不溶于一蝕刻品，且該蝕刻品用以溶解該金屬層； 以該蝕刻品自該基板選擇性地移除未消耗的該金屬層；以及 形成一金屬前介電層。
2.如權(quán)利要求1所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，在沉積該金屬前介電層前，沉積該金屬層于該蓋層上；進(jìn)行該溫度步驟，使至少部分該蓋層轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤饘冁N硅化物；以及自該基板選擇性地移除未消耗的該金屬層。
3.如權(quán)利要求1所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，在沉積該金屬前介電層與圖案化該金屬前介電層以形成多個(gè)開(kāi)口后，沉積該金屬層于該蓋層上；進(jìn)行該溫度步驟，使至少部分該蓋層轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤饘冁N硅化物；以及自該基板選擇性地移除未消耗的該金屬層。
4.如權(quán)利要求1至3 中任一項(xiàng)所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，還包括以柵極后制法置換該柵極結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，其中以柵極后制法置換該柵極結(jié)構(gòu)的步驟晚于沉積該金屬前介電層的步驟。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，其中該金屬層包括鎳、鉬、鎳與鉬的組合、鈕、銅、或鈕與銅的組合。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，其中形成該蓋層的步驟包括磊晶成長(zhǎng)該蓋層于該鍺為主的源極區(qū)與該鍺為主的漏極區(qū)上。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，其中沉積該金屬層于該蓋層上的步驟后進(jìn)行該溫度步驟，使至少部分該蓋層轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘冁N硅化物，而未轉(zhuǎn)變的其他部分蓋層仍覆蓋下方的鍺為主的溝道層。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，其中該蓋層包括硅鍺合金，其具有20%至100%的硅。
10.如權(quán)利要求9所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，且還包括在形成該蓋層之后并在沉積該金屬層于該蓋層上之前，形成一間隔物以覆蓋任一薄硅鍺區(qū)，且該薄硅鍺區(qū)的成因?yàn)榫婀桄N成長(zhǎng)。
11.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，形成該蓋層的成長(zhǎng)步驟為實(shí)質(zhì)上無(wú)晶面模式。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，其中該蓋層用以避免該鍺為主的溝道層、該鍺為主的源極區(qū)、與該鍺為主的漏極區(qū)暴露于該蝕刻品中。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，其中該蓋層的厚度至少為5nm。
14.權(quán)利要求第I至13中任一項(xiàng)所述的包含鍺為主的溝道層的晶體管裝置制造方法，其中該金屬前介電層用以避免該鍺為主的溝道層、該鍺為主的源極區(qū)、與該鍺為主的漏極區(qū)暴露于該蝕刻品中。
15.—種微電子裝置,包括: 一鍺為主的溝道層，位于一基板上； 一柵極結(jié)構(gòu)，位于該鍺為主的溝道層上，其中該柵極結(jié)構(gòu)位于該鍺為主的溝道層其相反兩側(cè)的一鍺為主的源極區(qū)與一鍺為主的漏極區(qū)之間； 一部分轉(zhuǎn)變的蓋層位于該鍺為主的源極區(qū)與該鍺為主的漏極區(qū)上，只有部分轉(zhuǎn)變的蓋層包括金屬鍺硅化物。`
【文檔編號(hào)】H01L21/28GK103681353SQ201310394909
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月3日
【發(fā)明者】萊斯柏斯·維特斯, 汎斯·利塔, 馬克·凡·戴爾, 布蘭寇·大衛(wèi) 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司, 跨大學(xué)校際微電子卓越研究中心