Mos结构及其制作方法、以及制作金属硅化物的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种MOS结构及其制作方法、以及在MOS结构中制作金属硅化物的方法。
【背景技术】
[0002]在半导体器件中，包含MOS (金属-氧化物-半导体)结构的器件，比如MOS器件、CMOS (互补金属氧化物半导体)器件、B⑶(双极晶体管-互补金属氧化物半导体-双扩散金属氧化物半导体)器件和RF LDMOS (射频横向双扩散金属氧化物半导体)器件的应用非常广泛。
[0003]其中，制作半导体器件中的MOS结构的方法，包括:
[0004]步骤Al、在衬底中形成源区和漏区，以及在所述衬底上形成栅区和绝缘区；其中，源区和漏区分别位于所述栅区的两侧，绝缘区位于所述栅区和所述源区之间且位于所述栅区和所述漏区之间、用于使源区和漏区与栅区相互绝缘；
[0005]步骤A2、形成覆盖栅区、源区、漏区和绝缘区的氧化层；
[0006]步骤A3、对所述氧化层进行图案化处理，形成暴露出栅区的第一过孔、暴露出源区的第二过孔和暴露出漏区的第三过孔；
[0007]步骤A4、在包含所述第一过孔、第二过孔和第三过孔的氧化层上形成金属层，t匕如，Al (铝)层；其中，所述金属层的金属会落入到所述第一过孔中，与所述栅区接触，形成栅电极；所述金属层的金属会落入到所述第二过孔中，与所述源区接触，形成源电极；所述金属层的金属会落入到所述第三过孔中，与所述漏区接触，形成漏电极。
[0008]由于栅区的材料为电阻值比较大的多晶硅，因此栅电阻比较大；另外，由于金属层的金属与电阻值比较大的栅区接触，因此所述金属与栅区的接触电阻比较大，而且，由于源区和漏区的材料为单晶硅，因此所述金属与源区的接触电阻、以及所述金属与漏区的接触电阻也比较大。由于MOS结构的栅电阻和接触电阻比较大，从而造成包含MOS结构的半导体器件的功耗比较大。
[0009]目前为了减小所述栅电阻和接触电阻，以降低包含MOS结构的半导体器件的功耗，一般会在所述的步骤A2之前，在所述栅区、源区和漏区上形成金属硅化物，然后再执行步骤A2以及后续步骤。针对栅电阻，由于位于栅区上的金属硅化物的电阻值比栅区的栅电阻小，因此通过所述金属硅化物与所述栅区并联，可以减小栅区的栅电阻值；针对接触电阻，由于金属硅化物位于栅区、源区和漏区上，因此步骤A4中的所述金属层的金属直接与所述电阻值比较小的金属硅化物接触，从而可以减小所述的接触电阻。
[0010]其中，目前在所述栅区、源区和漏区上形成金属硅化物，包括:
[0011]步骤B1、在沉积温度为室温，真空，沉积功率为设定沉积功率的条件下，在形成有栅区、源区、漏区和绝缘区的衬底上沉积一层金属，沉积时长为设定沉积时长；
[0012]其中，在步骤BI中，设定沉积功率和设定沉积时长的取值可以根据经验或需要设定；比如，在沉积的金属为钛时，设定沉积功率的取值一般为2.5kw(千瓦)，设定沉积时长的取值一般为1s (秒)-15s ；
[0013]通过设置设定沉积功率和设定沉积时长的取值，可以实现控制沉积金属的厚度，t匕如，在设定沉积功率的取值为2.5kw，设定沉积时长的取值为10s-15s时，沉积的金属的厚度值一般为200A (埃)-1OOOA0
[0014]其中，在步骤BI中，沉积设备的反应腔中包含有金属靶材；形成有栅区、源区、漏区和绝缘区的衬底位于沉积设备的反应腔中；沉积设备通过控制氩气离子轰击金属靶材，实现在形成有栅区、源区、漏区和绝缘区的衬底上沉积一层金属；因而，沉积温度为沉积设备的反应腔的温度，沉积设备的反应腔内为真空状态，沉积功率为氩气离子轰击金属靶材的能量，沉积时长为氩气离子轰击金属靶材的时长。
[0015]其中，在步骤BI中，沉积设备通过接收到的来自用户的指令，控制所述沉积温度、沉积设备的反应腔为真空状态、沉积功率和沉积时长。
[0016]步骤B2、在快速热退火温度为设定第一快速热退火温度，氮气的条件下，对栅区、源区、漏区和绝缘区上沉积有金属的衬底进行第一次快速热退火处理，快速热退火时长为设定第一快速热退火时长；使得一部分金属分别与栅区、源区和漏区发生反应，生成49相金属硅化物；一部分金属与氮气发生反应，生成金属氮化物；一部分金属未参与反应；
[0017]其中，沉积温度小于第一次快速热退火温度，沉积时长小于第一次快速热退火时长;
[0018]设定第一快速热退火温度和设定第一快速热退火时长的取值可以根据经验或需要设定；比如，设定第一快速热退火时长的取值范围为20s-40s，以及在沉积的金属为钛时，设定第一快速热退火温度的取值范围为650°C -750°C。
[0019]其中，在步骤B2中，栅区、源区、漏区和绝缘区上沉积有金属的衬底位于快速热退火设备的反应腔中，快速热退火温度为反应腔的温度，快速热退火设备的反应腔内的气体为氮气；快速热退火设备通过接收到的来自用户的指令，控制所述快速热退火温度、其反应腔内的气体和时长。
[0020]其中，在步骤B2中，绝缘区的材料为二氧化硅，在温度为第一快速热退火温度时，沉积的金属和二氧化硅不发生反应。
[0021]步骤B3、清洗掉金属氮化物和没有参与反应的金属；
[0022]其中，在步骤B3中，绝缘区上的部分金属未参与反应，因此，会被清洗掉。
[0023]步骤B4、在快速热退火温度为设定第二快速热退火温度，氮气的条件下，对栅区、源区和漏区上形成有49相金属硅化物的衬底进行第二次快速热退火处理，快速热退火时长为设定第二快速热退火时长，使得所述49相金属硅化物转变为54相金属硅化物；其中54相金属娃化物的电阻值大概为49相金属娃化物的三分之一。
[0024]其中，第一次快速热退火温度小于第二次快速热退火温度，第一次快速热退火时长可以小于、等于或大于第二次快速热退火时长；
[0025]设定第二快速热退火温度和设定第二快速热退火时长的取值可以根据经验或需要设定；比如，设定第二快速热退火时长的取值范围为20s-40s，以及在沉积的金属为钛时，设定第二快速热退火温度的取值范围为800°C -900°C。
[0026]在上述步骤B2中，由于快速热退火设备的反应腔内的气体为氮气，因而在进行第一次快速热退火处理时，部分金属会和氮气发生反应，生成能被清洗掉的金属氮化物，从而减少了与栅区、源区和漏区反应的金属，使得栅区、源区和漏区与金属的反应不充分，生成的金属硅化物的厚度值比较小，使得最终生成的金属硅化物的电阻值比较大，进而使得减小所述栅电阻和接触电阻的效果不太好，进一步地，降低包含MOS结构的半导体器件的功耗的效果也不太好。
[0027]综上所述，目前在栅区、源区和漏区上形成的金属硅化物的电阻值比较大，使得减小栅电阻和接触电阻的效果不太好，造成降低包含MOS结构的半导体器件的功耗的效果也不太好。
【发明内容】
[0028]本发明实施例提供的一种MOS结构及其制作方法、以及在MOS结构中制作金属硅化物的方法，用以解决现有技术中存在的目前在栅区、源区和漏区上形成的金属硅化物的电阻值比较大，使得减小栅电阻和接触电阻的效果不太好，从而造成降低包含MOS结构的半导体器件的功耗的效果也不太好的问题。
[0029]第一方面，本发明实施例提供的第一种在MOS结构中制作金属硅化物的方法，包括:
[0030]步骤A、在沉积温度为第一温度条件下，在形成有栅区、源区、漏区和绝缘区的衬底上沉积一层金属；使位于所述栅区、源区和漏区上的所述金属分别与所述栅区、源区和漏区的硅材料发生反应生成金属硅化物；其中所述第一温度的取值不小于所述金属与所述栅区、源区和漏区的硅材料发生反应的温度值；
[0031]步骤B、对所述衬底进行第一次快速热退火处理；
[0032]步骤C、对经过第一次快速热退火处理后的所述衬底进行清洗处理；
[0033]步骤D、对经过清洗处理后的所述衬底进行第二次快速热退火处理，转变所述栅区、源区和漏区上形成的金属硅化物的相态。
[0034]在本发明实施例中，与现有技术相比，在步骤A中，将沉积金属时的沉积温度提高为取值不小于金属与栅区、源区和漏区的硅材料发生反应的温度值的第一温度；可以使得在沉积金属时，沉积到栅区、源区和漏区上的金属分别与所述栅区、源区和漏区的硅材料发生反应生成金属硅化物；即，在执行沉积金属的步骤时，沉积的所述金属就会分别与所述栅区、源区和漏区的硅材料发生反应，在所述栅区、源区和漏区上形成金属硅化物；
[0035]从而使得通过对所述衬底进行第一次快速热退火处理，沉积的金属与所述栅区、源区和漏区的硅材料继续发生反应，使得沉积的金属与所述栅区、源区和漏区的硅材料的反应比较充分，最终生成的金属硅化物的厚度值比较大且电阻值比较小，进而使得减小所述栅电阻和接触电阻的效果比较好，进一步地，降低包含MOS结构的半导体器件的功耗的效果也比较好。
[0036]较佳地，在对所述衬底进行第一次快速热退火处理时，所述衬底位于的反应腔内的气体为惰性气体。
[0037]在本发明实施例中，由于在对所述衬底进行第一次快速热退火处理时，惰性气体不与沉积的所述金属发生反应，因此，不会消耗所述金属，在一定程度上避免了浪费所述金属，以及在一定程度上避免减少与所述栅区、源区和漏区的硅材料反应的金属，使得所述金属与栅区、源区和漏区的硅材料的反应程度更加充分。
[0038]较佳地，所述第一温度的取值小于所述金属与所述绝缘区的材料发生反应的温度值。
[0039]在本发明实施例中，可以避免栅区、源区和漏区互相连通。
[0040]较佳地，所述金属为钛。
[0041]在本发明实施例中，提供了金属的一种【具体实施方式】，以便本领域技术人员可以很容易地实现本发明的技术方案。需要说明的是，本发明实施例