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TWI379360B - - Google Patents

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Publication number
TWI379360B
TWI379360B TW096136927A TW96136927A TWI379360B TW I379360 B TWI379360 B TW I379360B TW 096136927 A TW096136927 A TW 096136927A TW 96136927 A TW96136927 A TW 96136927A TW I379360 B TWI379360 B TW I379360B
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TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
ruthenium
gate electrode
substrate
concentration
Prior art date
Application number
TW096136927A
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English (en)
Other versions
TW200832564A (en
Inventor
Naoyuki Sato
Kohjiro Nagaoka
Takashi Shinyama
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of TW200832564A publication Critical patent/TW200832564A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI379360B publication Critical patent/TWI379360B/zh

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    • H10D64/0112
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/0212Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] using self-aligned silicidation
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
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    • H10D30/0227Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] having source and drain regions or source and drain extensions self-aligned to sides of the gate having both lightly-doped source and drain extensions and source and drain regions self-aligned to the sides of the gate, e.g. lightly-doped drain [LDD] MOSFET or double-diffused drain [DDD] MOSFET
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    • H10D64/01Manufacture or treatment
    • H10D64/015Manufacture or treatment removing at least parts of gate spacers, e.g. disposable spacers

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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

4 41379360 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種半導體裝置之製造方法及半導體裝置 者’尤有關於一種 MOS (Metal Oxide Semiconductor,金 屬氧化物半導體)型場效電晶體者。 【先前技術】 近年來,為了提昇電晶體性能,乃進行對於通道 (channel)區域施加應力(stress) ’使汲極電流增大之檢討。 以應力施加之方法而言’已有在閘極電極形成後形成具有 高應力之膜’以將應力施加於通道區域之方法之報告。此 外’亦有將P通道MOS型場效電晶體(PMOSFET)之源極/汲 極區域進行触刻’且使石夕錯(silicon gerrnanium)(SiGe)層屋 曰曰成長於該部分’而將應力施加於通道區域之方法之報告 (例如參照專利文獻1) ^對於使用此SiGe層之通道區域之應 力施加,係於SiGe層愈接近通道區域,而siGe層之體積愈 多則愈具效果。 在此’茲使用圖6〜圖7說明上述之PMOSFET之製造方 法。首先,如圖6(a)所示,在矽基板丨丨之表面侧形成元件 分離區域(省略圖示)。接著在矽基板丨丨上經由由氧化矽所 組成之閘極絕緣膜12而圖案形成由多晶矽所組成之閘極電 極13。此時,將構成閘極絕緣膜12與閘極電極13之各材料 膜、及由氮化矽膜所組成之硬遮罩(hard „^8]〇14疊層成膜 於矽基板11上,且將此等疊層膜進行圖案蝕刻。 接著,如圖6(b)所示,在覆蓋閘極絕緣膜12、閘極電極 123210.doc 1379360 13及硬遮罩14之狀態下’在石夕基板11上形成氮化石夕膜 其後’如圖6(c)所示,藉由乾蝕刻法,將該氮化石夕膜 1 5'(參照前述圖6(b))進行回钱(etch back),藉此在閘極絕 緣膜12、閘極電極13及硬遮罩14之兩旁形成側壁(side wall) 1 5 〇 接著’如圖6(d)所示,以上述硬遮罩14與側壁15為遮 罩,藉由钱刻將矽基板11向下挖,即進行所謂凹陷餘刻 (recess etching),藉此以形成凹陷區域16。其後,藉由使 用稀氟氫酸之洗淨處理,將矽基板11表面之自然氧化膜予 以去除。 接著如圖7(e)所示,使矽鍺(SiGe)層17磊晶成長在凹陷 區域16 ’亦即被往下挖之矽基板丨丨之表面。藉此,形成含 有一定濃度之Ge之SiGe層17。其後,藉由離子注入法,將 P型雜質導入於SiGe層17,且進行活性化退火(anneai)。藉 此’該SiGe層17即成為源極/汲極區域,而被包夾在矽基 板11之源極/汲極區域之閘極電極13正下方之區域即成為 通道區域Ch。 接著,如圖7(f)所示,藉由使用熱磷酸之濕蝕刻,將硬 遮罩14(參照前述圖7(e))去除,而使閘極電極13之表面露 出,同時將SiGe層17之表面之自然氧化膜去除。藉由此去 除步驟,側壁15之上部亦被去除。 接下來如圖7(g)所示,在覆蓋閘極電極13之狀態下,使 鎳(mckle)膜等之高熔點金屬膜成膜在含有以以層17上之 矽基板11上。其後,藉由進行熱處理,將閘極電極13之表 123210.doc 4 41379360 面側及SiGe層17之表面側予以石夕化物(Sniside)化,以形成 由鎳矽化物所組成之矽化物層S。藉此,使源極/汲極區域 之表面側低電阻化,且減低接觸電阻。 如以上方式’藉由SiGe層17對於通道區域Ch之應力施 加,使通道區域Ch偏斜,藉此即可獲得具有充分之載子 (carrier)移動度之 PMOSFET。 (專利文獻1)曰本特表2002-53 0864號公報(尤其參照圖4 及段落編號0030) 【發明内容】 (發明所欲解決之問題) 然而’在上述之半導體裝置之製造方法中,雖然藉由 SiGe層17對於通道區域Ch之應力施加而可謀求載子移動度 之提升’惟在將SiGe層17之表面側予以矽化物化之際,由 於高炫·點金屬與梦(Si)之反應速度相較於與錯(Ge)之反應 速度快’因此矽化物化將局部性進行。藉此,反應容易變 成不穩定’而難以將石夕化物層S形成均勻之膜狀。因此, 會有無法謀求源極/汲極區域之低電阻化之問題。此外, 由於高熔點金屬對於矽之擴散係數較高,因此局部性開始 反應時,矽化物層s會異常成長道矽基板u。因此,亦會 有洩漏電流增大之問題。 因此’本發明之目的在於提供一種一面將應力施加於通 道區域,一面將石夕化物層形成為膜狀,並且可抑制石夕化物 層之異常成長之半導體裝置之製造方法及半導體裝置。 (解決問題之技術手段) 123210-doc 1379360 时 叙目的,本發明之半導體裝置之製造方法 序進行以下之步帮為特徵。首先,在第^步财,
^丁在碎基板上經由間極絕緣膜形成間極電極之步驟。接 者’在第2步驟令,進行藉由以間極電極為遮罩之颠刻, 下挖石夕基板之表面層之步驟。接著,在第3步驟中,進行 使包含梦鍺(SlGe)層之第1>f蟲晶絲在下挖過之碎基板之 表面之步驟。接著’在第4步驟中,進行在第】層上形成由 鍺浪度較第1層低之SiGe層或矽(Si)層所組成之第2層之步 驟。在其後之第5步驟中’將前述第2層之至少表面側予以 矽化物化’以形成矽化物層。 依據此種半導體裝置之製造方法,使由SiGe層所組成之 第1層蟲晶成長於被下挖之石夕基板之區域,由於對於通道 區域施加應力,因此可提升載子移動度。此外,在第1層 上形成由鍺(Ge)濃度較第1層更低之以^層或Si層所組成之 第2層,因此可抑制矽化物化之局部性進行。藉此,可使 矽化物化反應穩定,而形成均勻膜狀之矽化物層,因此可 謀求接觸電阻之低電阻化。再者,由於第丨層之鍺濃度較 第2層更高,因此起作用作為抑制矽化物化反應之擋止層 (stopper)。藉此,可防止矽化物層異常成長到矽基板且 可抑制洩漏電流。 此外,本發明之半導體裝置係在矽基板上經由閘極絕緣 膜而a又有閘極電極者,其特徵為:在前述閘極電極兩側之 前述矽基板經下挖過之區域’依序層積有包含SiGe層之第 1層及由Ge濃度較該第1層更低之siGe層或Si層所組成之第 123210.doc 1379360 2層’於第2層之至少表面側設有矽化物層β 此種半導體裝置係由上述之製造方法所製造者,藉由由 SiGe層所組成之第1層將應力施加於通道區域,載子移動 度提升。此外,由於在配置於第丨層上之*Ge濃度較第1層 • 更低之SiGe層或Si層所組成之第2層設有矽化物層,因此 可謀求接觸電阻之低電阻化。 (發明之效果) ^ 如以上所說明,依據本發明之半導體裝置之製造方法及 半導體裝置,可一面提升載子移動度,一面謀求接觸電阻 之低電阻化,且可抑制洩漏電流。因此,可使電晶體之特 性提升。 【實施方式】 以下,根據圖式詳細說明本發明之實施形態。在各實施 形態中,依製造步驟順序說明半導體裝置之構成。 (第1實施形態) _ 茲使用圖1〜圖3之製造步驟刮面圖說明cM〇s (C〇mPlementary Metal 〇xide Semic〇nduct〇r,互補性金屬 . 氧化物半導體)FET中之PMOSFET之製造方法作為本發明 之半導體裝置之製造方法之實施形態之一例。另外,對於 與在先前技術中所說明者相同之構成,賦予相同之符號進 行說明^ ^ 首先,如圖1(a)所示,準備由單晶矽所組成之p型矽基 板11,且於其表面側形成元件分離區域(省略圖示)。此 時例如在石夕基板i!之表面侧形成溝,且形成在該溝内埋 123210.doc 1379360 入例如由氧化矽膜所組成之絶緣膜之STI(sha丨i〇w卜印α isolation,淺溝槽絕緣)結構之元件分離區域。 接耆,在由元件分離區域所分離之矽基板丨丨上,經由例 如由虱氧化矽膜所組成之閘極絕緣膜12,圖案形成例如由 夕曰日矽所組成之閘極電極丨3。此時,將構成閘極絕緣膜^ 2 閘極電極13之各材料膜、及例如由氮化矽膜所組成之硬 遮罩14疊層成膜在矽基板11上,且將此等疊層膜進行圖案 敍刻。 在此,以上述閘極絕緣膜12之構成材料而言,並不以氮 氧化石夕膜為限,亦可是氧化石夕膜,亦可是包含給(hafnium) 或鋁之金屬氡化膜。此外,以閘極電極13而言,並不以多 晶矽為限,亦可含有金屬材料。 接著,如圖1(b)所示,於覆蓋閘極絕緣膜12、閘極電極 1 3、及硬遮罩14之狀態下,例如使氮化矽膜丨5,成膜在矽基 板11上。接著,如圖1(c)所示,例如藉由乾蝕刻法,將氮 化矽膜15·(參照前述圖1(b))進行回蝕,藉此在閘極絕緣膜 U、閘極電極13、及硬遮罩14之側壁形成絕緣性之側壁 5在此,5亥側壁1 5雖係設為例如藉由氮化石夕膜來構成, 准亦可是氮化矽膜以外,而由氧化矽膜、氮氧化矽膜或此 等之疊層結構來構成亦可。 接著,如圖1(d)所示,進行將矽基板丨丨之表面往下挖之 凹陁敍刻。此時,係藉由以閘極電極丨3上之硬遮罩1 *及側 壁15為遮罩之蝕刻,進行將矽基板11之表面層往下挖之凹 陷蝕刻,藉以形成5〇〜6〇 mm左右深度之凹陷區域Μ。在 123210.doc 1379360 此凹陷蝕刻尹’係藉由進行等 疋仃寻向性之蝕刻,以使凹陷區域 16擴展至側壁15之下方。办丨& . , 万例如,側壁15下之矽基板n係予 以钱刻25 nm左右。惟在本發明中,只要在側㈣下如 後所述存在㈣成SiGe層之空間即可,至於側壁Η之寬度 及梦钱刻量則並未予以楣中 # ^^規&。其後,藉由使用稀氟氫酸之 洗淨處理,㈣基板U表面之自然氧化膜去除。
以此钕刻條件之-例而言,係使用四氟化碳(叫與氧 (〇2)於蝕刻氣體,並將氣體流量設定為CF為=4〇/1〇 (ml/min)處理壓力6又疋為2.7 Pa、源極功率設為5〇〇w、 偏壓功率設為5GW來進行。惟上述氣體流量係設為顯示在 標準狀態之體積流量者,且設為之後所示之氣體流量亦相 同。 另外,在此,雖係說明在設有側壁15之狀態下進行凹陷 蝕刻之例,惟即使不設置側壁15而進行凹陷蝕刻時,本發 明亦可適用。 此外’在本實施形態中,係以PM〇SFET之製造方法為 中心進行說明,因此詳細之記載予以省略,惟在形成 NMOSFET時,只要在上述蝕刻步驟之前,於覆蓋硬遮罩 14及側壁15之狀態下,在矽基板丨丨上形成用以保護 NMOSFET區域之氧化矽膜,且於僅將pM〇SFET區域之氧 化矽膜去除之後’進行上述蝕刻步驟即可。 接著,如圖2(e)所示,使由siGe層所組成之第1層21蟲晶 成長於凹陷區域16之表面,亦即被往下挖之矽基板u之表 面。藉此’壓縮應力即施加於設於閘極電極13下之矽基板 123210.doc 1379360 11之通道區域。在此,藉由將第1層21之以濃度之範圍設 為10 atm%以上20 atm%以下,即可效率良好地將應力施加 於通道區域,且使載子移動度提升。此外,第1層21之膜 厚雖未特別限定,惟為了更效率良好地將應力施加於設於 閘極電極13正下方之矽基板丨丨之通道區域,係以與矽基板 11之表面相同程度之高度設置為佳。在此,茲將第丨層21 以與矽基板11之表面相同程度之高度設置。此外,如後所 述,由於第1層21之Ge濃度係較形成於第【層^上之第2層 更咼,因此藉由該Ge濃度之差,而發揮形成矽化物層在第 2層之際之作為矽化物化反應之擋止層之功能。 以上述第1層21之成膜條件而言,係使用二氯矽烷 (Dichl〇r〇silane (DCS))、藉由氫(H2)稀釋為 1.5 vol 之氫化 鍺(GeH4)、氣化氫(HC1)作為成膜氣體,且採取氣體流量 為DCS/GeH4/HCl=5〇/7〇/25(ml/min)。此外,將處理溫度 设定為55〇t〜85(TC、處理壓力設定為j 3 kpa〜5.3 kPa。 接著,如圖2(f)所示,在第1層21上,形成由^濃度較 第1層21更低之SiGe層或Si層所組成之第2層22。如後所 述由於在此第2層22係形成石夕化物層,因此Ge濃度係以 較低為佳。具體而言’ Ge濃度係以較第i層2丨低至少工 atm /〇以上為佳,且為^層為更佳。在此係例如使y層蟲晶 成長作為第2層22。在此,由於上述第1層21係在到達矽基 板η之表面之狀態下設置,因此第2層22係在從矽基板u 之表面隆起之狀態下以例如2〇 nm之膜厚形成。 以此第2層22之成膜條件而言,係使用DCS作為成膜氣 123210.doc 1379360 體’且將氣體流董設定為1〇〇〜2〇〇(1111/111丨11、 rfe. n)、處理溫度設 疋為55〇C、處理壓力設定為1.3 kPa來進行。 另外,在此雖係設為使上述Si層磊晶成長, 丨隹由於如上 述在該層係供矽化物層形成’因此除磊晶成長以外進-成 膜,形成多晶梦亦可。 其後,以硬遮罩14、側壁15作為遮罩,在]?]^〇^訂區 域藉由以例如2 keV之能量、3x10i5/cm2之摻雜量進行離^ 注入,而將例如由硼(B)所組成之p型雜質導入至上述第1 層21及第2層22。另一方面,在NMOSFET區域中,藉由以 例如8 keV之能量、lxl〇i5/cm2之摻雜量進行離子注入,而 將例如由磷(P)所組成之η型雜質導入至矽基板u。 接著,如圖2(g)所示,藉由使用例如熱磷酸等之藥液之 洗淨處理,將硬遮罩14(參照前述圖2(f))及側壁15(參照前 述圖2(f))加以去除,藉以露出閘極電極13。其後,以例如 105 0°C左右進行活性化退火。 接著,如圖2(h)所示’以閘極電極13為遮罩,在 PMOSFET區域中,藉由以例如15 keV之能量、 1.5xl015/cm2之摻雜量進行離子注入,而將例如由Bf2所組 成之P型雜質導入至矽基板11、第1層21及第2層22。藉 此,在閘極電極13之兩側之矽基板丨丨形成延伸(extensi〇n) 區域E。另一方面,在NM〇SFET區域中,藉由以例如j 5 keV之能量、1X 10 5/cm2之摻雜量進行離子注入而將例 如由As所組成之η型雜質導入至矽基板^。 接著如圖3 (1)所不,在覆蓋閘極電極丨3之狀態下,將例 123210.doc -14 - 1379360 如氮化矽膜成膜於第2層22上之後,藉由回蝕在閘極電極 13、閘極絕缘膜12之兩側形成側壁1 8。此側壁1 8係為了防 止在後步驟要進行之矽化物化之際成膜之高熔點金屬往通 道區域之擴散,而將膜厚形成較使用圖1(c)所說明之側壁 15更厚。另外,在此雖係設為以氮化矽膜來形成側壁18, 惟除氮化矽膜以外’亦可使用氮氧化矽膜、氧化矽膜或此 等之疊層膜。 接著’如圖3(j)所示’在將閘極電極13及第2層22(參照 前述圖3(i))之表面之自然氧化膜予以去除之後,例如藉由 藏鍍法’在將設有側壁18之閘極電極13予以覆蓋之狀態 下於包含第2層22上之石夕基板Π上’形成例如由錦所組 成之高熔點金屬膜(省略圖示)。其後,將矽基板丨丨加熱到 供形成鎳矽化物層之250。〇400。(:。藉此,閘極電極13及 第2層22之表面側即被矽化物化,而在第2層22及閘極電極 1 3之表面側’形成由鎳矽化物所組成之矽化物層§。在 此’係設為第2層22整體被石夕化物化。此時,由於第2層22 之Ge濃度係較第1層21低,因此在第2層22形成均勻之膜狀 之矽化物層S。此外,此時,由於第1層21之Ge濃度係較第 2層22更高’因此藉由此Ge濃度之差,而發揮作為矽化物 化反應之擋止層之功能。藉此,即抑制石夕化物層s之異常 成長。 其後,藉由混酸(硫酸、過氧化氫混合液)選擇性地將殘 存於元件分離區域(省略圖示)上及侧壁18上之未反應之錄 膜予以去除之後,為了改善石夕化物層S之膜質,再度以 123210.doc 15 1379360 450°C〜650°C加熱。另外,在此,雖係設為形成鎳矽化物 作為矽化物層S,惟本發明並不以此為限,亦可形成由鎖 钻妙化物、姑石夕化物、鈦石夕化物所組成之碎化物層S。 藉由以上方式,製造以閘極電極13正下方之矽基板11為 通道區域Ch之PMOSFET。 依據此種半導體裝置之製造方法及藉由此所獲得之半導 體裝置,由於係使由SiGe層所組成之第1層2 1磊晶成長於
被往下挖之矽基板11之凹陷區域16,而將壓縮應力施加於 通道區域Ch,因此載子移動度即可提升。此外,由於在第 1層21上形成由Ge濃度較第1層21更低之SiGe層或Si層所組 成之第2層22,因此抑制石夕化物化之局部性之進行。藉 此,即可使矽化物化反應穩定,而可形成膜狀之石夕化物層 S,因此可謀求接觸電阻之低電阻化。再者,由於第丨層^ 之Ge濃度係較第2層22更高,因此可作為抑制矽化物化反 應之擋止層之功能。藉此,即可防止矽化物層s異常成長
到矽基板11,且抑制洩漏電流❶綜上所述,即可使電晶體 之特性提升。 (第2實施形態) 接著使用圖4〜圖5說明本發明之第2實施形態之半導體裝 置之裝把方法。另夕卜,將矽基板表面往下挖直到形 成凹陷區域16為止之步驟,係設為與使用圖i⑷〜⑷所說 明之步驟同樣地來進行。 首先,如圖4⑷所示,與第1實施形態相同’使由SiGe層 所”且成之第!層21磊晶成長於凹陷區域】6之表面,亦即被 123210.doc 1379360 在下挖之矽基板11之表面。在此,係以含有1〇 atm%以上 20 atm%以下之濃度範圍之Ge之方式形成第1層21。藉此’ 將壓縮應力施加於設於閘極電極13下之矽基板"之通道區 域。在此,係與第1實施形態相同,將第丨層2 i以與矽基板 Π之表面相同程度之高度設置。另外,成膜條件係設為以 與第1實施形態相同條件來進行。 接著,如圖4(b)所示,在第1層21上形成*Ge濃度較第1 層21更向之SiGe層或Ge層所組成之中間層23。此中間層23 係在後步驟甲,於將矽化物層形成在形成於中間層23之上 層之第2層之際,發揮作為矽化物化反應之擋止層之功能 者。因此,Ge激度係以較高為佳,而若為Ge層則更佳。 在此,係設為以例如1 nm左右之膜厚形成Ge層作為中間層 23 〇 以此時之成膜條件之一例而言,係使用藉由h2稀釋為 1_5 vol%之GeH4作為成膜氣體,且將氣體流量設定為ι〇〇 ml/min、處理溫度設定為700°c、處理壓力設定為i 3 kPa…淮此時之Ge層並未磊晶成長於第1層21上,而係以吸 附於第1層21之表面之狀態形成。 另外’在此雖係設為形成Ge層作為中間層23,惟亦可是 Ge濃度較第1層21更高之SiGe層。此時,係以Ge濃度較20 atm°/〇更高之方式形成由SiGe層所組成之中間層23。 接著,在中間層23上形成由Ge濃度較上述第1層21更低 之SiGe層或Si層所組成之第2層22。在此,係設為與第1實 施形態相同’以相同之成膜條件形成si層以作為第2層 123210.doc -17- 1379360 ^此時’由於層係形成於上述〜層上,因此非以蟲晶 、:而是以吸附於上述Ge層上之狀態形成。 -、y臭之Y驟係與在第】實施形態使用圖2(g)〜圖3⑴所說 :之步驟同樣地進行。亦即,以硬遮罩14、側壁Η為遮 將P型雜質導入至第2層22、中間層23、第1層21。 接著如圖4(c)所不,藉由將硬遮罩14(參照前述圖4⑻) 及側壁15(參照前述圖4(b))予以去除,使閘極電極13露 出。其後,如圖4(d)所示,例如以1〇5(rc左右進行活性化 退火。接著,以閘極電極13為遮罩,進行離子注入,藉此 形成延伸區域E。 接著’如圖5(e)所示,在閘極電極13、閘極絕緣膜12之 兩側形成側壁18。 接著’如圖5(f)所示’在將閘極電極13及第2層22(參照 别述圖5(e))之表面之自然氧化膜予以去除之後,於覆蓋設 有側壁18之閘極電極13之狀態下,在包含第2層22上之矽 基板11上形成鎳膜(省略圖示其後,藉由進行熱處理, 在第2層2 2及閘極電極13之表面側形成由錄石夕化物所組成 之矽化物層S。此時,由於第2層22之Ge濃度較第1層21 低’因此在第2層22形成均勻之膜狀之矽化物層S。此外, 此時’由於中間層23之Ge濃度顯著地較第2層22更高,因 此確實發揮作為矽化物反應之檔止層之功能。藉此,即抑 制矽化物層S之異常成長。 其後,藉由混酸選擇性地將殘存於元件分離區域(省略 圖示)上及側壁1 5上之未反應之高熔點金屬膜予以去除之 123210.doc -18- 1379360 後,再度以450°C〜650°C進行加熱。 藉由以上方式’製造以閘極電極13正下方之矽基板^為 通道區域Ch之PMOSFET。 即使是此種半導體裝置之製造方法及藉由此所獲得之半 導體裝置’亦係藉由使由SiGe層所組成之第1層21磊晶成 長於被往下挖之矽基板11之凹陷區域16,而將壓縮應力施 加於通道區域Ch’因此載子移動度即可提升。此外,由於 在中間層23上形成由Ge濃度較第1層21更低之SiGe層或Si 層所組成之第2層22,因此抑制矽化物化之局部性之進 行。藉此,即可使矽化物化反應穩定,而可形成膜狀之矽 化物層S ’因此可謀求接觸電阻之低電阻化。 此外,再者,由於t間層23之Ge濃度係較第1層21更 高,因此可作為抑制矽化物化反應之擋止層之功能。尤其 依據本實施形態,由於中間層23係由Ge層所形成,因此可 確實防止矽化物層S異常成長到矽基板丨丨,且抑制洩漏電 流。 綜上所述,即可使電晶體之特性提升。 (變形例1) 另外,在上述第2實施形態中,雖係使Ge層成膜作為中 間層23,惟藉由離子注入法來形成該Ge層亦可。此時,係 在使用圖4(b)所說明之步驟中,以例如2 5让…之能量、 5xl014at〇ms/cm2之條件進行Ge之離子注入。藉此從第i 層之表面直到5 nm左右之深度即成為以之高濃度區域, 而供中間層23形成。此外,在上述離子注入之後,藉由進 123210.doc •19- 1379360 行例如1 ooo°c左右之熱處理,使結晶性恢復亦可。 即使是此種半導體裝置之製造方法及藉由此所獲得之半 導體裝置,亦係由於使由SiGe層所組成之第1層2丨' Ge濃 度較第1層21高之中間層23、(^濃度較第1層21低之第2層 形成於凹陷區域丨6之表面’因此可達到與第2實施形態 相同之效果。 【圖式簡單說明】
圖1(a)〜(d)係為用以說明本發明之半導體裝置之製造方 法之第1實施形態之製造步驟剖面圖(其1)。 圖2(e) (h)係為用以說明本發明之半導體裝置之製造方 法之第1實施形態之製造步驟剖面圖(其2)。 圖(丨)(j)係為用以說明本發明之半導體裝置之製造方法 之第1實施形態之製造步驟剖面圖(其2)。 圖4(a) (d)係為用以說明本發明之半導體裝置之製造方 法之第2實施形態之製造步驟剖面圖(其1}。
圖5(e)〜(f)係為用以說明本發明之半導體裝置之製造方 法之第2實施形態之製造步驟剖面圖(其2)。 圖6(a)〜(d)係、為用以說明f知之半導體裝置之製造方法 之製造步驟到面圖(其1)。 二e)〜(g)係為用以說明習知之半導體裝置之製造方法 弋裝込步驟剖面圖(其2)。 【主要元件符號說明】 11 矽基板 閘極絕緣臈 123210.d〇c •20· 12 1379360 13 閘極電極 21 第1層 22 第2層 23 中間層 S 矽化物層
123210.doc -21

Claims (1)

  1. 第096136927號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(101年3月) 卜衫巧日征替換頁 十、申請專利範圍: 種半導體裝置之製造方法,其係包含: 第1步驟,其係在矽基板上形成閘極電極,且前述閘 極電極與矽基板間介有閘極絕緣膜; 第2步驟,其係以前述閘極電極為遮罩蝕刻前述矽基 板之表面層,藉由去除部分之該表面層以在前述閘極電 極之兩側形成下挖區域; 第3步騾,其係使包含矽鍺層之第1層在前述矽基板之 下挖區域磊晶成長,直到完全填滿前述下挖區域且該第 1層之表面與該矽基板之表面同高; 第4步騾,其係於前述第1層上形成包含鍺濃度較該第 1層高之矽鍺層(1)或鍺層(2)之中間層; 第5步驟,其係在前述中間層上形成包含鍺濃度較該 第1層低之矽鍺層(1)或矽層(2)之第2層,且於前述第1層 上及於前述基板表面或其上;及 第6步驟,其係將前述第2層之至少非朝向前述第1層 之表面側予以矽化物化,以形成矽化物層,其中 月’J述基板在前述閘極電極下方提供一通道區域,且 月'J述製造步驟於前述通道區域施加應力, 則述第2層係形成於前述第5步驟之前述中間層上,且 前述中間層之前述鍺濃度可確保第6步驟中僅前述第2 層被矽化物化。 2. 一種半導體裝置,其係、切基板上經由閘極絕緣膜而設 有閘極電極者,其特徵在於: 1232 丨 0-1010329.doc 1379360 _ 啤今月卞修正替換頁 在前述閘極電極兩側之前述矽基板經下挖過之區域, 依序層積有包含矽鍺層之第1層、包含鍺濃度較該第1層 高之矽鍺層或鍺層之中間層、及包含鍺濃度較該第1層 低之矽鍺層或矽層之第2層; 於前述第2層之至少表面侧設有矽化物層。 123210-1010329.doc 2·
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