源极和漏极上具有不同硅化物的纳米线mosfet的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明所描述的技术总体上涉及基于纳米线的器件，更具体地，涉及基于纳米线的场效应晶体管(FET)及其制造技术。
【背景技术】
[0002]全环栅(GAA)纳米线沟道场效应晶体管(FET)使得部件缩放比例超过当前的平面互补金属氧化物半导体(CMOS)技术成为可能。纳米线沟道FET也由于它们的静电学特性而让人感兴趣，纳米线沟道FET的静电学特性可以优于传统FET器件的静电学特性。纳米线沟道FET的制造可以包括产生一批纳米线并且将它们置于期望的位置(例如，自下而上方法)或者可以包括各种光刻图案化方法(例如，自上而下方法)。
【发明内容】
[0003]本发明涉及纳米线场效应晶体管(FET)器件以及形成纳米线FET器件的方法。在用于形成纳米线FET器件的方法中，形成包括源极区和漏极区的纳米线FET。纳米线FET还包括连接源极区和漏极区的纳米线。源极硅化物形成在源极区上，并且漏极硅化物形成在漏极区上。源极硅化物由第一材料组成，第一材料与漏极硅化物包括的第二材料不同。
[0004]在另一实例中，在用于形成纳米线FET器件的方法中，在半导体衬底中形成第一导电类型的阱。形成多条纳米线，其中纳米线具有:i)第一端，以及ii)与第一端相对的第二端。每条纳米线都从第一端处的阱垂直地延伸。在多条纳米线上方提供硬掩模，其中，硬掩模邻近纳米线的第二端。实施掺杂注入以形成多个纳米线FET的源极区和漏极区。漏极区设置在纳米线的第二端处，并且源极区包括阱的一部分，由于掺杂注入，该阱被掺杂成第二导电类型。在包括源极区的部分阱上方形成源极硅化物，其中硬掩模防止第一硅化物形成在漏极区上。在阱上方形成栅叠层以及一个或多个介电层，其中，栅叠层以及一个或多个介电层围绕多条纳米线。在漏极区上方形成漏极硅化物，其中，漏极硅化物由第一材料组成，第一材料与源极硅化物包括的第二材料不同。
[0005]在又一实例中，一种纳米线FET器件包括源极区和漏极区。纳米线FET器件还包括形成在半导体材料中的纳米线，其中，纳米线包括连接源极区和漏极区的沟道。纳米线FET还包括形成在源极区上的源极硅化物和形成在漏极区上的漏极硅化物。源极硅化物由第一材料组成，第一材料与漏极硅化物包括的第二材料不同。
[0006]为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种用于形成纳米线场效应晶体管(FET)器件的方法，所述方法包括:形成包括源极区和漏极区的纳米线FET，其中，所述纳米线FET还包括连接所述源极区和所述漏极区的纳米线；在所述源极区上形成源极硅化物；以及在所述漏极区上形成漏极硅化物，其中，所述源极硅化物包括的第一材料不同于所述漏极硅化物包括的第二材料。
[0007]该方法还包括:在第一时间周期内形成所述源极硅化物；在所述第一时间周期之后形成栅叠层，其中，所述栅叠层围绕所述纳米线的一部分并且在第二时间周期内形成所述栅叠层；以及在所述第二时间周期之后形成所述漏极硅化物，其中，与所述漏极硅化物相t匕，对所述源极硅化物施加更高的热预算。
[0008]在该方法中，所述第一材料是MoSi2、WSi2、TiSi2, TaSi2、或 NiCoSi2。
[0009]在该方法中，所述第二材料是NiSi2或PtSi2。
[0010]该方法还包括:掩蔽所述漏极区；以及在所述源极区上形成所述源极硅化物，其中，所述掩蔽防止所述源极硅化物形成在所述漏极区上。
[0011]该方法还包括:掩蔽所述源极区；以及在所述漏极区上形成所述漏极硅化物，其中，所述掩蔽防止所述漏极硅化物形成在所述源极区上。
[0012]在该方法中，所述纳米线FET是第一垂直纳米线FET，所述方法还包括:在半导体衬底中形成第一导电类型的阱；形成所述纳米线，所述纳米线具有:i)第一端、和ii)与所述第一端相对的第二端，所述纳米线在所述第一端处从所述阱垂直地延伸；掩蔽所述纳米线的第二端；以及形成所述源极硅化物，其中，所述掩蔽防止所述源极硅化物形成在所述纳米线的第二端处，并且所述漏极区邻近所述纳米线的第二端。
[0013]该方法还包括:使用氮化物硬掩模来掩蔽所述纳米线的第二端。
[0014]该方法还包括:形成所述阱，其中，所述阱的第一导电类型是P型；实施掺杂注入以形成所述第一垂直纳米线FET的源极区和漏极区，所述掺杂注入使所述源极区和所述漏极区具有N型导电类型，其中，所述掺杂注入:在所述纳米线的第二端处形成所述漏极区，在所述纳米线的第一端处形成所述源极区的第一部分，和在所述阱中形成所述源极区的第二部分；在所述源极区的第二部分上形成所述源极硅化物，其中，在所述源极区的第一部分上不形成所述源极硅化物；以及在所述漏极区上形成所述漏极硅化物，其中，所述漏极硅化物在所述第二端处设置在所述纳米线的顶部上，并且所述漏极硅化物的几何形状与所述源极硅化物的几何形状不同。
[0015]该方法还包括:形成栅叠层，其中，所述栅叠层围绕所述纳米线的一部分；以及形成设置在所述栅叠层之上或之下的介电层，其中，所述栅叠层或者所述介电层防止所述漏极硅化物形成在所述源极区上。
[0016]该方法还包括:形成第二垂直纳米线FET，其中，所述第二垂直纳米线FET包括第二源极区、第二漏极区、连接所述第二源极区和所述第二漏极区的第二纳米线、第二源极硅化物、以及第二漏极硅化物；形成栅叠层，其中，所述栅叠层围绕所述第一垂直纳米线FET和所述第二垂直纳米线FET的纳米线的第一部分；形成设置在所述栅叠层之下的第一介电层，其中，所述第一介电层围绕所述第一垂直纳米线FET和所述第二垂直纳米线FET的纳米线的第二部分；形成设置在所述栅叠层之上的第二介电层，其中，所述第二介电层围绕所述第一垂直纳米线FET和所述第二垂直纳米线FET的纳米线的第三部分；以及在所述第二介电层上方形成金属层，其中，所述金属层与所述第一垂直纳米线FET和所述第二垂直纳米线FET的漏极硅化物接触，并且通过所述金属层来电连接所述漏极区和所述第二漏极区。
[0017]在该方法中，所述漏极硅化物的第二材料设置在所述纳米线的顶部上。
[0018]在该方法中，所述源极硅化物的第一材料被配置成承受较高的热预算。
[0019]根据本发明的另一方面，提供了一种用于形成多个纳米线场效应晶体管(FET)的方法，所述方法包括:在半导体衬底中形成第一导电类型的阱；形成具有i)第一端和ii)与所述第一端相对的第二端的多条纳米线，每条所述纳米线都在所述第一端处从所述阱垂直地延伸；在所述多条纳米线上方设置硬掩模，其中，所述硬掩模邻近所述纳米线的第二端；实施掺杂注入以形成所述多个纳米线FET的源极区和漏极区，其中，所述漏极区设置在所述纳米线的第二端处，并且所述源极区包括所述阱的由于所述掺杂注入而被掺杂成为第二导电类型的部分；在所述阱的包括所述源极区的部分上方形成源极硅化物，其中，所述硬掩模防止所述源极硅化物形成在所述漏极区上；在所述阱上方形成栅叠层和一个或多个介电层，其中，所述栅叠层和所述一个或多个介电层围绕所述多条纳米线；以及在所述漏极区上方形成漏极硅化物，其中，所述漏极硅化物包括的第一材料不同于所述源极硅化物包括的第二材料。
[0020]该方法还包括:形成所述一个或多个介电层，其中，在所述一个或多个介电层的顶面处暴露所述漏极硅化物；以及在所述一个或多个介电层上方形成金属层，其中，所述金属层与暴露的漏极硅化物接触，并且通过所述金属层来电连接所述多个纳米线FET的漏极区。
[0021]该方法还包括:在所述漏极区上方形成漏极硅化物，这种形成包括:在所述栅叠层和所述一个或多个介电层上方形成金属层，其中，所述金属层还形成在所述漏极区上方；在所述金属层上方沉积非晶硅或者非晶锗；以及对所述金属层和所述非晶硅或者非晶锗进行退火以形成所述漏极硅化物。
[0022]根据本发明的又一方面，提供了一种纳米线场效应晶体管(FET)器件，所述纳米线FET器件包括:源极区；漏极区；纳米线，形成在半导体材料中，所述纳米线包括连接所述源极区和所述漏极区的沟道；源极硅化物，形成在所述源极区上；以及漏极硅化物，形成在所述漏极区上，其中，所述源极硅化物包括的第一材料不同于所述漏极硅化物包括的第二材料。
[0023]该纳米线FET器件还包括:围绕所述纳米线的一部分的栅叠层，其中，在第一时间周期内形成所述源极硅化物，在所述第一时间周期之后并且在第二时间周期内形成所述栅叠层，在所述第二时间周期之后形成所述漏极硅化物，与所述漏极硅化物相比，对所述源极硅化物施加更高的热预算，以及所述源极硅化物的第一材料被配置成承受更高的热预算。
[0024]在该纳米线FET器件中，所述第一材料是MoSi2、WSi2、TiSi2、TaSi2