本公開實施例涉及半導(dǎo)體裝置及其形成方法，更特別涉及源極/漏極區(qū)上的導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)與其形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體裝置的尺寸縮小，開始采用多種非鋁或銅的金屬。舉例來說，鈷已用于通孔或接點結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料。由于鈷為活性金屬且易與氧、濕氣、或酸反應(yīng)，通常難以采用穩(wěn)定態(tài)的鈷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本公開一實施例提供的半導(dǎo)體裝置的形成方法，包括：形成第一接點孔于源極/漏極區(qū)或柵極上的一或多個介電層中；形成粘著層于第一接點孔中；形成第一金屬層于第一接點孔中的粘著層上；以及形成硅化物層于第一金屬層的上表面上，其中硅化物層包含的金屬元素與第一金屬層相同。
本公開一實施例提供的半導(dǎo)體裝置的形成方法，包括：形成第一接點孔于源極/漏極區(qū)或柵極上的一或多個介電層中；形成第一金屬層于第一接點孔中；以及形成較上硅化物層于第一金屬層的上表面上，其中源極/漏極區(qū)與柵極中至少一者包含較下硅化物層，第一金屬層接觸較下硅化物層，較上硅化物層覆蓋第一金屬層的至少部分上表面，且較上硅化物層包含的金屬元素與第一金屬層相同。
本公開一實施例提供的半導(dǎo)體裝置，包括場效晶體管，且包括：源極/漏極區(qū)；源極/漏極硅化物層，形成于源極/漏極區(qū)上；以及第一接點，連接至源極/漏極硅化物層，其中：第一接點包括第一金屬層；第一金屬層的上表面至少被硅化物層覆蓋；以及硅化物層包含的金屬元素與第一金屬層相同。
附圖說明
圖1a是本公開一實施例中，半導(dǎo)體裝置于工藝的多個階段之一者的上視圖。
圖1b是沿著圖1a中x1-x1剖線的剖視圖。
圖1c是柵極結(jié)構(gòu)的放大圖。
圖1d是本公開一實施例中，半導(dǎo)體裝置于工藝的多個階段之一者的透視圖。
圖2至圖9是本公開一實施例中，半導(dǎo)體裝置于工藝的多個階段沿著圖1a中x1-x1剖線的剖視圖。
圖10a至圖10c是本公開一些實施例的剖視圖。
圖11a至圖11c是本公開一些實施例的剖視圖。
圖12是本公開另一實施例的剖視圖。
圖13是本公開另一實施例的剖視圖。
圖14至圖17是本公開另一實施例中，半導(dǎo)體裝置于工藝的多個階段沿著圖1a中x1-x1剖線的剖視圖。
圖18至圖21是本公開另一實施例中，半導(dǎo)體裝置于工藝的多個階段沿著圖1a中x1-x1剖線的剖視圖。
附圖標(biāo)記說明：
h1高度差異
x1-x1剖線
1、300基板
3、320隔離絕緣層
5、310鰭狀結(jié)構(gòu)
10金屬柵極結(jié)構(gòu)
12柵極介電層
14功函數(shù)調(diào)整層
16金屬材料層
20、340蓋絕緣層
30、350側(cè)壁間隔物
33、90接點蝕刻停止層
40第一層間介電層
50、360源極/漏極區(qū)
55、80硅化物層
60第二層間介電層
65接點孔
70粘著層
75第一金屬層
109通孔開口
100第三層間介電層
110、110a、110b通孔插塞
315溝道區(qū)
370層間介電層
具體實施方式
應(yīng)理解的是，下述內(nèi)容提供的不同實施例或?qū)嵗蓪嵤┍竟_實施例的不同結(jié)構(gòu)。特定構(gòu)件與排列的實施例是用以簡化本公開而非局限本公開。舉例來說，形成第一結(jié)構(gòu)于第二結(jié)構(gòu)上的敘述包含兩者直接接觸，或兩者之間隔有其他額外結(jié)構(gòu)而非直接接觸。多種結(jié)構(gòu)可依不同比例繪示，以簡化并清楚說明。
此外，空間性的相對用語如「下方」、「其下」、「較下方」、「上方」、「較上方」、或類似用語可用于簡化說明某一元件與另一元件在圖示中的相對關(guān)系。空間性的相對用語可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于圖示方向。元件亦可轉(zhuǎn)動90°或其他角度，因此方向性用語僅用以說明圖示中的方向。此外，用語「的組成為」可指「包含」或「由...組成」。
圖1a與圖1b是本公開一實施例中，半導(dǎo)體裝置于多個工藝之一者的附圖。圖1a是上視圖，而圖1b是沿著圖1a中剖線x1-x1的剖視圖。
圖1a與圖1b為形成金屬柵極結(jié)構(gòu)后的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。在圖1a與圖1b中，金屬柵極結(jié)構(gòu)10形成于溝道層(比如部分的鰭狀結(jié)構(gòu)5)上，而蓋絕緣層20位于金屬柵極結(jié)構(gòu)10上。鰭狀結(jié)構(gòu)5位于基板1上，且自隔離絕緣層3凸起。在圖2及其后附圖中，將省略基板1與絕緣層3以簡化附圖。在一些實施例中，金屬柵極結(jié)構(gòu)10的厚度介于約15nm至約50nm之間。在一些實施例中，蓋絕緣層20的厚度介于約10nm至約30nm之間。在其他實施例中，蓋絕緣層20的厚度介于約15nm至約20nm之間。側(cè)壁間隔物30位于金屬柵極結(jié)構(gòu)10與蓋絕緣層20的側(cè)壁上。在一些實施例中，側(cè)壁間隔物30的底部的膜厚介于約3nm至約15nm之間。在其他實施例中，側(cè)壁間隔物30的底部的膜厚介于約4nm至約10nm之間。金屬柵極結(jié)構(gòu)10、蓋絕緣層20、與側(cè)壁間隔物30的組合可稱作柵極結(jié)構(gòu)。此外，源極/漏極區(qū)50形成于與柵極結(jié)構(gòu)相鄰處，而接點蝕刻停止層33形成于柵極結(jié)構(gòu)與源極/漏極區(qū)50上。在一些實施例中，接點蝕刻停止層33的膜厚介于約1nm至約20nm之間。柵極結(jié)構(gòu)之間的空間可填有第一層間介電層40。硅化物層55更形成于源極/漏極區(qū)50上。在本公開實施例中，用語「源極」與「漏極」可交替使用，且兩者無實質(zhì)上的結(jié)構(gòu)差異。用語「源極/漏極」可為源極與漏極中的任一者。
硅化物層55包含一或多種鈷硅化物(如cosi、cosi2、co2si、co3si，統(tǒng)稱鈷硅化物)、鈦硅化物(如ti5si3、tisi、tisi2、tisi3、ti6si4，統(tǒng)稱鈦硅化物)、鎳硅化物(如ni3si、ni31si12、ni2si、ni3si2、nisi、nisi2，統(tǒng)稱鎳硅化物)、銅硅化物(如cu17si3、cu56si11、cu5si、cu33si7、cu4si、cu19si6、cu3si、cu87si13，統(tǒng)稱銅硅化物)、鎢硅化物(w5si3、wsi2，統(tǒng)稱鎢硅化物)、或鉬硅化物(mo3si、mo5si3、mosi2，統(tǒng)稱鉬硅化物)。
圖1c是柵極結(jié)構(gòu)的放大圖。金屬柵極結(jié)構(gòu)10包含一或多個金屬材料層16，比如鋁、銅、鎢、鈦、鉭、氮化鈦、鈦鋁、碳化鈦鋁、氮化鈦鋁、氮化鉭、鎳硅、鈷硅、或其他導(dǎo)電材料。柵極介電層12位于溝道層5與金屬柵極之間，且包含一或多個金屬氧化物層如高介電常數(shù)的金屬氧化物。用于高介電常數(shù)的介電層的金屬氧化物包含下述金屬的氧化物：li、be、mg、ca、sr、sc、y、zr、hf、al、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、及/或上述的組合。在一些實施例中，溝道層5與高介電常數(shù)的柵極介電層12之間隔有界面層，其可為厚度介于0.6nm至2nm的氧化硅。
在一些實施例中，一或多個功函數(shù)調(diào)整層14夾設(shè)于柵極介電層12與金屬材料層16之間。功函數(shù)調(diào)整層14的組成可為導(dǎo)電材料，比如單層的tin、tan、taalc、tic、tac、co、al、tial、hfti、tisi、tasi、或tialc；或者上述材料中兩者以上的多層。對n型溝道的場效晶體管來說，tan、taalc、tin、tic、co、tial、hfti、tisi、與tasi中的一或多者作為功函數(shù)調(diào)整層。對p型溝道的場效晶體管來說，tialc、al、tial、tan、taalc、tin、tic、與co中的一或多者作為功函數(shù)調(diào)整層。
蓋絕緣層20包含一或多層的絕緣材料如氮化硅為主的材料，比如sin、sicn、或siocn。側(cè)壁間隔物30的組成材料與蓋絕緣層20不同，且可包含一或多層的絕緣材料如氮化硅為主的材料，比如sin、sion、sicn、或siocn。接點蝕刻停止層33的組成與蓋絕緣層20及側(cè)壁間隔物30不同，且可包含一或多層的絕緣材料如氮化硅為主的材料，比如sin、sion、sicn、或siocn。層間介電層40包含一或多層的氧化硅、sioc、siocn、sicn、其他低介電常數(shù)的材料、或孔洞材料。第一層間介電層40的形成方法可為低壓化學(xué)氣相沉積、等離子體化學(xué)氣相沉積、或其他合適的成膜方法。
接點蝕刻停止層33、側(cè)壁間隔物30、蓋絕緣層20、與第一層間介電層40的材料可彼此不同，因此可選擇性地蝕刻這些層狀物。在一實施例中，接點蝕刻停止層的組成為sin，側(cè)壁間隔物30的組成為siocn、sicn、或sion，蓋絕緣層20的組成為sin或sion，且第一層間介電層40的組成為氧化硅。
在此實施例中，鰭狀物場效晶體管的工藝為柵極置換工藝。
圖1d是鰭狀物場效晶體管結(jié)構(gòu)的透視圖。鰭狀物場效晶體管結(jié)構(gòu)可由下述步驟制作。
首先，鰭狀結(jié)構(gòu)310形成于基板300上。鰭狀結(jié)構(gòu)包含底部區(qū)與較上區(qū)(如溝道區(qū)315)。舉例來說，基板可為p型硅基板，其雜質(zhì)濃度介于約1×1015cm-3至約1×1018cm-3之間。在其他實施例中，基板為n型硅基板，其雜質(zhì)濃度介于約1×1015cm-3至約1×1018cm-3之間。在其他實施例中，基板可包含另一半導(dǎo)體元素如鍺、半導(dǎo)體化合物如iv-iv族半導(dǎo)體化合物(如sic或sige)、iii-v族半導(dǎo)體化合物(如gaas、gap、gan、inp、inas、insb、gaasp、algan、alinas、algaas、gainas、gainp、及/或gainasp)、或上述的組合。在一實施例中，基板可為絕緣層上硅基板的硅層。
在形成鰭狀結(jié)構(gòu)310后，形成隔離絕緣層320于鰭狀結(jié)構(gòu)310上。隔離絕緣層320包含一或多層的絕緣材料，比如氧化硅、氮氧化硅、或氮化硅，其形成方法可為低壓化學(xué)氣相沉積、等離子體化學(xué)氣相沉積、可流動的化學(xué)氣相沉積。隔離絕緣層320亦可為一或多層形成，比如旋轉(zhuǎn)涂布玻璃、氧化硅、sion、siocn、及/或摻雜氟的硅酸鹽玻璃。
在形成隔離絕緣層320于鰭狀結(jié)構(gòu)上之后，進行平坦化步驟以移除部分的隔離絕緣層320。平坦化步驟可包含化學(xué)機械研磨及/或回蝕刻工藝。接著，可進一步移除(凹陷化)隔離絕緣層，以露出鰭狀結(jié)構(gòu)的較上區(qū)。
接著形成虛置柵極結(jié)構(gòu)于露出的鰭狀結(jié)構(gòu)上。虛置柵極結(jié)構(gòu)包含虛置柵極層(由多晶硅組成)與虛置柵極介電層。側(cè)壁間隔物350包含一或多層的絕緣材料，其亦形成于虛置柵極層的側(cè)壁上。在形成虛置柵極結(jié)構(gòu)后，虛置柵極結(jié)構(gòu)未覆蓋的鰭狀結(jié)構(gòu)310將凹陷至低于隔離絕緣層320的上表面。接著以外延成長法形成源極/漏極區(qū)360于凹陷的鰭狀結(jié)構(gòu)上。源極/漏極區(qū)可包含應(yīng)力材料，以施加應(yīng)力至溝道區(qū)315。
接著形成層間介電層370于虛置柵極結(jié)構(gòu)與源極/漏極區(qū)上。層間介電層370包含一或多層的氧化硅、sioc、siocn、sicn、其他低介電常數(shù)材料、或孔洞材料。在平坦化步驟后，移除虛置柵極結(jié)構(gòu)以形成柵極空間。接著形成金屬柵極結(jié)構(gòu)330于柵極空間中，且金屬柵極結(jié)構(gòu)330包含金屬柵極與柵極介電層(如高介電常數(shù)介電層)。此外，蓋絕緣層340形成于金屬柵極結(jié)構(gòu)330上，以形成圖1d所示的鰭狀物場效晶體管。在圖1d中，省略部分的金屬柵極結(jié)構(gòu)330、蓋絕緣層340、側(cè)壁間隔物350、與層間介電層370以顯示下方的結(jié)構(gòu)。
圖1d中的金屬柵極結(jié)構(gòu)330、蓋絕緣層340、側(cè)壁間隔物350、源極/漏極區(qū)360、與層間介電層370，分別對應(yīng)圖1a與圖1b中的金屬柵極結(jié)構(gòu)10、蓋絕緣層20、側(cè)壁間隔物30、源極/漏極區(qū)50、與第一層間介電層40。
圖2至圖9是本公開一實施例中，半導(dǎo)體裝置于工藝中的多個階段中沿著圖1a的剖線x1-x1的剖視圖。應(yīng)理解的是，在圖2至圖9的工藝之前、之中、或之后可進行額外步驟，且此方法的額外實施例可省略一些步驟或?qū)⑵渲脫Q為其他步驟。步驟/工藝的順序可交換。與前述實施例相同或類似的結(jié)構(gòu)、設(shè)置、材料、及/或工藝可用于下述實施例，且可省略相關(guān)的細節(jié)說明。
如圖2所示，第二層間介電層60形成于圖1b的結(jié)構(gòu)上。第二層間介電層60的材料與形成工藝，可與第一層間介電層40的材料與形成工藝類似。在一些實施例中，形成于第一層間介電層40與第二層間介電層60之間的接點蝕刻停止層(未圖示)其組成可為sin、sic、或sicn。
接著如圖3所示，接點孔65形成于第一層間介電層40與第二層間介電層60中，以露出源極/漏極區(qū)的硅化物層55與金屬柵極結(jié)構(gòu)10的金屬柵極的部分上表面。在一些實施例中，柵極硅化物層亦形成于金屬柵極結(jié)構(gòu)上，且接點孔65亦露出柵極硅化物層。
在形成接點孔65后，毯覆性地形成粘著層70，接著形成第一金屬層75以覆蓋所有的上表面，如圖4所示。
粘著層70包含一或多層的導(dǎo)電材料。在一些實施例中，粘著層70包含tin層形成于ti層上。在一些實施例中，tin層與ti層的厚度合計約1nm至約13nm之間。粘著層70的形成方法可為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積如濺鍍、原子層沉積、電鍍、上述的組合、或其他合適的成膜方法。粘著層70用以避免第一金屬層75剝離。在一些實施例中，并未采用粘著層70，且第一金屬層75直接形成于接點孔中。在這些例子中，第一金屬層75直接接觸硅化物層55。
第一金屬層75是鈷、鎢、鉬、或銅。在一實施例中，鈷作為第一金屬層75。第一金屬層75的形成方法可為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積、電鍍、上述的組合、或其他合適的成膜方法。
在形成「厚」的第一金屬層之后，進行平坦化步驟如化學(xué)機械研磨或回蝕刻工藝，以移第二層間介電層60的上表面上的粘著層與第一金屬層，如圖5所示。
接著形成較上的硅化物層80于第一金屬層75的上表面上，如圖6所示。在一些實施例中，硅化物層80包含的金屬元素與第一金屬層75相同。舉例來說，若第一金屬層75的組成為鈷，則硅化物層80為鈷硅化物。若第一金屬層75的組成為鎢，則硅化物層80為鎢硅化物。若第一金屬層75的組成為鉬，則硅化物層80為鉬硅化物。若第一金屬層75的組成為銅，則硅化物層80為銅硅化物。
當(dāng)?shù)谝唤饘賹?5由鈷所組成，可將sih4及/或si2h6氣體(硅烷氣體源)與一或多種稀釋氣體(如he或h2)導(dǎo)入真空腔室中，且具有圖5的結(jié)構(gòu)的基板亦置入此真空腔室。在提供硅烷氣體之前先提供h2氣體，可還原第一金屬層(如鈷)的表面上的氧化物層(如氧化鈷)，以得干凈與純粹的鈷表面。提供硅烷氣體時可搭配稀釋氣體如he及/或h2。以he及/或h2而非n2或其他氮源氣體作為稀釋氣體，由于該氣體熱傳導(dǎo)較佳，可成長較均勻的硅化物。
在一些實施例中，加熱基板至約300℃至約800℃之間。在此條件下，第一金屬層75的表面的鈷原子與來自硅烷源氣體的硅原子反應(yīng)，形成鈷的硅化物層80。在一些實施例中，在形成鈷的硅化物層80后進行額外的回火步驟。額外的回火步驟其溫度介于約300℃至約800℃之間，且回火氣體為下述的一或多者：h2、nh3、he、與ar。在一實施例中，回火氣體采用nh3。在一些實施例中，通過上述步驟可得無突起的鈷硅層，其表面粗糙度介于約0.1nm至約2nm之間。
舉例來說，當(dāng)溫度高至約700℃至800℃之間時，主要形成cosi2。舉例來說，當(dāng)溫度低至300℃至400℃之間時，主要形成co2si。當(dāng)溫度介于約400℃至600℃時，主要形成cosi。值得注意的是，cosi2的電阻低于co2si或cosi的電阻。此外，可進行額外熱步驟。
同樣地，當(dāng)?shù)谝唤饘賹?5的組成為cu或ti時，硅化物層80的形成方法可采用硅烷源氣體。
在其他實施例中，形成薄硅層(如多晶硅層或非晶硅層)于圖5的結(jié)構(gòu)上，接著進行回火步驟以形成硅化物層80于第一金屬層75上。在這些例子中，形成硅化物層后，以濕蝕刻移除第二層間介電層60上的硅層。在一些實施例中，硅化物層80的厚度介于約3nm至約5nm之間。
接著形成接點蝕刻停止層90于硅化物層80與第二層間介電層60上，如圖7所示。接點蝕刻停止層包含一或多層的sin、sic、sicn、或sion。在一些實施例中，接點蝕刻停止層90的厚度介于約10nm至約30nm之間。
接點蝕刻停止層90的形成方法可為等離子體增強化學(xué)氣相沉積，其采用sih4及/或s2h6氣體、氮源氣體(如n2或nh3)、碳源氣體(如ch4)、及/或氧源氣體(如o2)。由于采用相同的硅烷類氣體，沉積接點蝕刻停止層90與形成硅化物層80(如鈷硅化物)的工藝可進行于相同的真空腔室或相同的形成工具，只需簡單改變源氣體與其他參數(shù)(如溫度或壓力)。在一實施例中，在沉積接點蝕刻停止層前，先提供氮源氣體如nh3。如此一來，形成接點蝕刻停止層的步驟，將使殘留于第二層間介電層60的表面上的si形成介電材料(如sin)。
接著如圖8所示，形成第三層間介電層100于接點蝕刻停止層90上。第三層間介電層100的材料與形成工藝，與第一層間介電層40及/或第二層間介電層60的材料與形成工藝類似。此外，接點開口109形成于第三層間介電層100與接點蝕刻停止層90中。在一些實施例中，形成接點開口109的蝕刻步驟停止于硅化物層80上。換言之，硅化物層80可作為蝕刻停止層。在其他實施例中的接點蝕刻工藝時，蝕刻并移除接點開口的底部的硅化物層80。
此外，通孔插塞110形成于接點開口109中，以電性連接至第一金屬層75，如圖9所示。通孔插塞110包含一或多層的導(dǎo)電材料如tin、ti、cu、al、w、上述的合金、或其他合適材料。
應(yīng)理解的是可對圖9的裝置進行額外的互補金屬氧化物半導(dǎo)體工藝，以形成多種結(jié)構(gòu)如內(nèi)連線金屬層、介電層、保護層、與類似物。
圖10a至圖10c是本公開一些實施例的剖視圖。圖10a至圖10c僅顯示結(jié)構(gòu)的相關(guān)部分。
在圖10a中，硅化物層80完全覆蓋第一金屬層75的上表面。圖10b與圖10c不同于圖10a，硅化物層80只覆蓋第一金屬層75其部分的上表面。在圖10b中，硅化物層80只形成于通孔插塞110下。在圖10c中，硅化物層80形成于第一金屬層75的上表面上，除了通孔插塞110形成處。在一些實施例中，在形成接點開口109后，移除硅化物層80以形成圖10c的結(jié)構(gòu)。移除硅化物層80的方法可為等離子體處理或離子轟擊處理。接著選擇性的成長金屬材料(如鈷)，使移除硅化物后形成的凹陷填有金屬材料。
圖11a至圖11c是本公開一些實施例的剖視圖。圖11a至圖11c僅顯示結(jié)構(gòu)的相關(guān)部分。
依據(jù)形成接點開口109的接點蝕刻條件(比如過蝕刻條件)，通孔插塞的底部位置將有所不同。在圖11a中，通孔插塞110的底部位于硅化物層80的上表面。在圖11b中，通孔插塞110的底部位于硅化物層80其沿著z方向的中間處。換言之，通孔插塞110部分地埋置于硅化物層80中。在圖11c中，通孔插塞110接觸第一金屬層75的上表面。換言之，通孔插塞110穿過硅化物層80。
圖12是本公開另一實施例的剖視圖。圖12僅顯示結(jié)構(gòu)的相關(guān)部分。
在圖12中，形成相對厚的硅化物層80。在一些實施例中，硅化物層80的厚度介于約5nm至約10nm之間。如圖12所示，硅化物層80自第二層間介電層的上表面凸起。綜上所述，接點蝕刻停止層90具有隆起的階狀物。在一些實施例中，位于第二層間介電層上的接點蝕刻停止層90的上表面，與位于硅化物層80上的接點蝕刻停止層90的上表面之間的高度差異h1，介于約0.5nm至約4nm之間。
圖13是本公開另一實施例的剖視圖。在一些實施例中，第一金屬層75具有實質(zhì)上矩形的形狀，且可沿著平面圖的y向延伸。在這些例子中，兩個以上的通孔插塞110a與110b位于第一金屬層75上，如圖13所示。
圖14至圖17是本公開另一實施例中，半導(dǎo)體裝置于工藝中的多個階段中沿著圖1a的剖線x1-x1的剖視圖。應(yīng)理解的是，在圖14至圖17的工藝之前、之中、或之后可進行額外步驟，且此方法的額外實施例可省略一些步驟或?qū)⑵渲脫Q為其他步驟。步驟/工藝的順序可交換。與前述實施例相同或類似的結(jié)構(gòu)、設(shè)置、材料、及/或工藝可用于下述實施例，且可省略相關(guān)的細節(jié)說明。
與圖6及圖7的結(jié)構(gòu)與工藝不同，接點蝕刻停止層90與第三層間介電層100形成于圖5的結(jié)構(gòu)上，而不形成硅化物層于第一金屬層75上，如圖14所示。此外，接點開口109形成于第三層間介電層100與接點蝕刻停止層90中，以露出第一金屬層75的部分上表面，如圖15所示。
接著形成硅化物層80于接點開口109的底部的第一金屬層75的上表面上。硅化物層的形成方法可與前述類似。
接著形成通孔插塞110于通孔開口109中，如圖17所示。圖17與圖10b類似，硅化物層80只形成于通孔插塞110下。在一些實施例中，接點蝕刻停止層90的厚度大于或等于通孔插塞110的一半高度。
圖18至圖21是本公開另一實施例中，半導(dǎo)體裝置于工藝中的多個階段中沿著圖1a的剖線x1-x1的剖視圖。應(yīng)理解的是，在圖18至圖21的工藝之前、之中、或之后可進行額外步驟，且此方法的額外實施例可省略一些步驟或?qū)⑵渲脫Q為其他步驟。步驟/工藝的順序可交換。與前述實施例相同或類似的結(jié)構(gòu)、設(shè)置、材料、及/或工藝可用于下述實施例，且可省略相關(guān)的細節(jié)說明。
在前述實施例中，在形成接點蝕刻停止層與接點孔65(如圖2與圖3所示)之前，先形成硅化物層55。如圖18所示的下述實施例中，未形成硅化物層于源極/漏極區(qū)50上即形成接點蝕刻停止層33。接著如圖19所示，形成接點孔65以露出部分源極/漏極區(qū)50。
接著形成硅化物層55于源極/漏極區(qū)50上，如圖20所示。通過與圖4至圖5所述的步驟類似的方法，可形成粘著層70(視情況，非必要)與第一金屬層75，如圖21所示。在圖21中，硅化物層55只形成于源極/漏極區(qū)50之間的界面，而接點蝕刻停止層33直接接觸源極/漏極區(qū)50。
硅化物層55亦形成于金屬柵極結(jié)構(gòu)10上的接點孔的底部，如圖20所示。
在形成圖21所示的結(jié)構(gòu)后，進行前述實施例解釋的步驟以形成通孔插塞110。
與現(xiàn)有技術(shù)相較，上述多種實施例或?qū)嵤├哂卸喾N優(yōu)點。舉例來說，本公開實施例的硅化物層(如鈷硅化物)形成于第一金屬層(如鈷)的表面上，硅化物層可作為保護層以保護下方的金屬層(如鈷)在空氣與后續(xù)工藝步驟中免于氧化或損傷。此外，當(dāng)形成用于通孔插塞的接點開口時，硅化物層可作為蝕刻停止層，比避免通孔穿透至下方層。此外，硅化物層可選擇性地形成于第一金屬層的表面上(換言之，只成長在金屬表面而不成長在絕緣層)，且硅化物層與接點蝕刻停止層可形成于相同的真空腔室或相同的沉積膜工具中。上述特征可降低電阻，避免漏電流以及過度蝕刻。若硅化物層沉積于整片晶片上并轉(zhuǎn)換成硅化物層，而不是選擇性地生長在第一金屬層表面，則其余的硅化物將成為第一金屬層之間漏電路徑，導(dǎo)致額外漏電流。
應(yīng)理解的是，上述內(nèi)容不需說明所有優(yōu)點，并非所有的實施例或例子均需包含特定優(yōu)點，且其他實施例或?qū)嵗钥删哂胁煌瑑?yōu)點。
在本公開一實施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法包括：形成第一接點孔于源極/漏極區(qū)或柵極上的一或多個介電層中。形成粘著層于第一接點孔中。形成第一金屬層于第一接點孔中的粘著層上。形成硅化物層于第一金屬層的上表面上。硅化物層包含的金屬元素與第一金屬層相同。
在一些實施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法還包括形成一絕緣層于該硅化物層與該或所述多個介電層的最上層上，其中該絕緣層與該或所述多個介電層的最上層的材料不同。
在一些實施例中，該絕緣層的組成為sin、sic、sicn、與sion中的至少一者。
在一些實施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法還包括：形成一額外介電層于該絕緣層上；形成一第二接點孔于該額外介電層與該絕緣層中；以及形成一第二金屬層于該第一金屬層上以電性連接至該第一金屬層。
在一些實施例中，該第二金屬層直接接觸該硅化物層的上表面，或。
在一些實施例中，該第二金屬層穿過該硅化物層以直接接觸該第一金屬層。
在一些實施例中，該源極/漏極區(qū)包含一源極/漏極硅化物層；以及該粘著層接觸該源極/漏極硅化物層。
在一些實施例中，該硅化物層覆蓋該第一金屬層的所有上表面。
在一些實施例中，該硅化物層覆蓋該第一金屬層的部分上表面。
在一些實施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法還包括：形成一額外介電層于該絕緣層上；形成一第二接點孔于該額外介電層與該絕緣層中；以及形成一第二金屬層于該第一金屬層上以電性連接至該第一金屬層。
在一些實施例中，該第二金屬層直接接觸該第一金屬層。
在一些實施例中，該第二金屬層直接接觸該硅化物層。
在本公開另一實施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法包括：形成第一接點孔于源極/漏極區(qū)或柵極上的一或多個介電層中。形成第一金屬層于第一接點孔中。形成較上硅化物層于第一金屬層的上表面上。源極/漏極區(qū)與柵極中至少一者包含較下硅化物層。第一金屬層接觸較下硅化物層。較上硅化物層覆蓋第一金屬層的至少部分上表面。較上硅化物層包含的金屬元素與第一金屬層相同。
在一些實施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法還包括形成一絕緣層于較上硅化物層與該或所述多個介電層的最上層上，其中該絕緣層與該或所述多個介電層的最上層的材料不同。
在一些實施例中，半導(dǎo)體裝置的形成方法還包括：形成一額外介電層于該絕緣層上；形成一第二接點孔于該額外介電層與該絕緣層中；以及形成一第二金屬層于該第一金屬層上以電性連接至該第一金屬層。
在一些實施例中，該較上硅化物層自該或所述多個介電層的最上層的上表面凸起。
在本公開另一實施例中，半導(dǎo)體裝置包括場效晶體管，且包括源極/漏極區(qū)；源極/漏極硅化物層，形成于源極/漏極區(qū)上；以及第一接點，連接至源極/漏極硅化物層。第一接點包括第一金屬層。第一金屬層的上表面至少被硅化物層覆蓋。硅化物層包含的金屬元素與第一金屬層相同。
在一些實施例中，該第一接點還包括一粘著層，且該粘著層位于該第一金屬層與該源極/漏極硅化物層之間。
在一些實施例中，半導(dǎo)體裝置還包括一介電層，其中該第一接點埋置于該介電層中，且該硅化物層自該介電層的上表面凸起。
在一些實施例中，該硅化物層的組成為鈷硅化物，且該第一金屬層的組成為鈷。
上述實施例的特征有利于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本公開實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可采用本公開實施例作基礎(chǔ)，設(shè)計并變化其他工藝與結(jié)構(gòu)以完成上述實施例的相同目的及/或相同優(yōu)點。本領(lǐng)域技術(shù)人員亦應(yīng)理解，這些等效置換并未脫離本公開實施例的精神與范疇，并可在未脫離本公開實施例的精神與范疇的前提下進行改變、替換、或更動。