一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，屬于半導(dǎo)體制造工藝領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的特征尺寸不斷縮小，硅基器件中迀移率退化等問(wèn)題嚴(yán)重影響了器件性能的提升。MOS器件性能的進(jìn)一步提高需要提出新的器件結(jié)構(gòu)、工藝和材料。鍺材料由于具備比硅材料更高且對(duì)稱的載流子迀移率、與傳統(tǒng)硅工藝兼容等優(yōu)點(diǎn)，成為高性能MOS器件很有潛力的候選材料。隨著器件尺寸進(jìn)入納米尺度，源漏串聯(lián)電阻對(duì)器件性能的影響越來(lái)越顯著，因此需要采用源漏金屬鍺化物來(lái)減小源漏串聯(lián)電阻。
[0003]但是，金屬鍺化物薄膜的熱穩(wěn)定性較差，金屬鍺化物薄膜會(huì)發(fā)生凝聚效應(yīng)，形成空洞，薄膜質(zhì)量變差。隨器件尺寸縮小，金屬鍺化物薄膜厚度不斷減小，熱穩(wěn)定性問(wèn)題更加顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，該方法通過(guò)在鍺基襯底上制備金屬鍺化物薄膜前，采用氮等離子體對(duì)表面進(jìn)行處理，可以提高鍺基襯底上金屬鍺化物薄膜的熱穩(wěn)定性，改善其表面形貌，并且與現(xiàn)有工藝兼容，有利于鍺基MOS器件的工藝集成。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0006]—種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，具體步驟包括:
[0007]I)去除鍺基襯底表面的粘污和自然氧化層；
[0008]2)采用氮等離子體對(duì)表面進(jìn)行處理，氮等離子體處理時(shí)間為5s?1min;
[0009]3)淀積金屬，退火形成金屬鍺化物薄膜，然后去除未反應(yīng)的金屬。
[0010]所述步驟I)中鍺基襯底包括鍺襯底、硅基外延鍺襯底或鍺覆絕緣襯底等，但不局限于上述襯底材料，也可以是任何表面含有鍺外延層的襯底。
[0011]所述步驟I)中去除表面粘污和自然氧化層的方法可以為有機(jī)清洗、鹽酸清洗、氫氟酸清洗等，但不局限于上述方法。
[0012]所述步驟2)中產(chǎn)生氮等離子體的氣體可以是N2、NH3等含氮?dú)怏w中的一種或多種，但不局限于上述氣體。
[0013]所述步驟2)中產(chǎn)生氮等離子體的設(shè)備可以是原子層淀積(ALD)設(shè)備，也可以是其他任何可以產(chǎn)生氮等離子體的設(shè)備。
[0014]所述步驟3)中金屬可以為鎳、鉑或鈷等。退火溫度和退火時(shí)間應(yīng)根據(jù)所需金屬鍺化物薄膜厚度決定。
[0015]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下:
[0016]本發(fā)明通過(guò)在鍺基襯底上制備金屬鍺化物薄膜前，采用氮等離子體對(duì)鍺基襯底表面進(jìn)行預(yù)處理，可以提高金屬鍺化物薄膜熱穩(wěn)定性，改善其表面形貌，有利于擴(kuò)展鍺基MOS器件源漏金屬鍺化物形成的工藝溫度窗口。該方法與現(xiàn)有工藝兼容，有利于鍺基MOS器件的工藝集成。圖1(a)和圖1(b)分別給出了未采用氮等離子體處理和采用氮等離子體處理形成的鎳鍺薄膜的SEM圖，生長(zhǎng)溫度均為450°C。可以看到，采用氮等離子體處理形成的鎳鍺薄膜表面更平整，沒(méi)有明顯的塊狀凸起和孔洞，可以有效提高鎳鍺薄膜熱穩(wěn)定性，改善其表面形貌。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1(a)為未采用氮等離子體處理形成的鎳鍺薄膜的SEM圖；圖1(b)為采用氮等離子體處理形成的鎳鍺薄膜的SEM圖。
[0018]圖2(a)?(C)為采用本發(fā)明提出的氮等離子體處理方法具體實(shí)施例的流程圖。
[0019]圖2中:1_鍺襯底;2-金屬鍺化物。
【具體實(shí)施方式】
[0020]該方法通過(guò)在鍺基襯底上制備金屬鍺化物薄膜前，采用氮等離子體對(duì)鍺基襯底表面進(jìn)行預(yù)處理。本發(fā)明可以提高金屬鍺化物薄膜的熱穩(wěn)定性，提高其表面形貌，并且與現(xiàn)有工藝兼容。
[0021 ]以鍺襯底為例，本發(fā)明提出的提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法如下:
[0022]步驟1.提供鍺襯底，如圖2(a)所示。
[0023]步驟2.對(duì)鍺襯底表面進(jìn)行清洗，去除鍺基襯底表面粘污和自然氧化層。
[0024]步驟3.將鍺襯底置于原子層淀積(ALD)設(shè)備腔體中，對(duì)鍺襯底進(jìn)行氮等離子體處理，如圖2(b)所示。氮等離子體處理時(shí)間為120s。
[0025]步驟4.在鍺襯底上淀積一層金屬薄膜，薄膜厚度為IOnm。對(duì)淀積有金屬的鍺襯底進(jìn)行快速熱退火，使金屬與鍺襯底反應(yīng)，形成金屬鍺化物。退火溫度為400°C，退火時(shí)間為120s。然后，去除未反應(yīng)的金屬，如圖2(c)所示。
[0026]以上通過(guò)特定實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何等同變化或修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，具體步驟包括: 1)去除鍺基襯底表面的粘污和自然氧化層； 2)采用氮等離子體對(duì)鍺基襯底表面進(jìn)行處理，氮等離子體處理時(shí)間為5s?1min; 3)淀積金屬，退火形成金屬鍺化物薄膜，然后去除未反應(yīng)的金屬。2.如權(quán)利要求1所述的提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟I)中鍺基襯底包括鍺襯底、硅基外延鍺襯底或鍺覆絕緣襯底。3.如權(quán)利要求1所述的提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟I)中去除鍺基襯底表面粘污和自然氧化層的方法為有機(jī)清洗、鹽酸清洗或氫氟酸清洗。4.如權(quán)利要求1所述的提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟2)中產(chǎn)生氮等離子體的設(shè)備是原子層淀積ALD設(shè)備。5.如權(quán)利要求1所述的提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟2)中產(chǎn)生氮等離子體的氣體是N2或NH3中的一種或多種。6.如權(quán)利要求1所述的提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟3)中金屬為鎳、鉑或鈷。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提高金屬鍺化物熱穩(wěn)定性的方法，屬于微電子器件領(lǐng)域。該方法通過(guò)在鍺基襯底上制備金屬鍺化物薄膜前，采用氮等離子體對(duì)表面進(jìn)行處理，可以提高鍺基襯底上金屬鍺化物薄膜的熱穩(wěn)定性，改善其表面形貌，并且與現(xiàn)有工藝兼容，有利于鍺基MOS器件的工藝集成。
【IPC分類】H01L21/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105551941
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610017832
【發(fā)明人】安霞, 張冰馨, 黎明, 劉朋強(qiáng), 林猛, 郝培霖, 黃如, 張興
【申請(qǐng)人】北京大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月12日