專利名稱：一種集成電路裝置及其制造方法
發明的領域本發明涉及高性能的互補金屬氧化物半導體(CMOS)和/或超短溝道、超淺源/漏的金屬氧化物半導體(MOS)晶體管及其制造方法，更具體地，本發明涉及集成電路器件及其制造方法，該集成電路器件包含(100)硅上的外延硅化鎳或非晶硅上的穩態硅化鎳，其中硅化物的制備中利用鈷作為中間層。
發明的背景在硅鋁質(salicide)制造工藝中目前采用硅化鈦和硅化鈷以制造金屬氧化物半導體(MOS)晶體管。硅化鈦具有優點，其中當多晶硅線寬度降低時它很難由硅化物轉換為低阻率的C54相。硅化鈷具有高的硅(Si)消耗速率以形成二硅化(disicilide)鈷的優點。而且，很難直接在超淺源/漏區上提供硅化鈷。因此，結深度的降低需要一個在硅化物層和硅有源層之間的非常平坦的中間層。
因為與每鈷(Co)需要3.64的Si形成CoSi2相比較，單硅化鎳(NiSi)吸引每鎳(Ni)僅1.83的si。因為單一晶粒不存在任何缺陷(preturbation)，加上較高的熱穩定性和低電阻率及界面張力的優點，所以外延硅化物是用于淺結的理想材料。然而，當溫度超過700℃時，NiSi不穩定。特別地，NiSi進一步與Si反應轉換為NiSi2，并在高溫下在薄膜內部凝聚成隔離島。由于未來改進的集成電路(IC)工藝將包括高溫，確定一種在超淺結上形成硅化物的方法是重要的，該方法在高于或大約800℃的溫度下將是穩定的。
已經討論了添加鉑(Pt)以提高硅化鎳的熱穩定性。然而，已經觀察到由于Pt的添加在N-型Si中引入了電激活缺陷。將銥(Ir)添加到硅化鎳已經顯示提高了硅化鎳在超過850℃的溫度下的穩定性。因此，可以實現在40nm超淺結中的良好的結的完整性。然而，因為銥在選擇蝕刻工藝步驟中不易腐蝕，所以銥并不用于制造外延二硅化鎳。
根據這些現有技術硅化物的缺點，就需要一種形成(100)Si上的外延二硅化鎳的方法。廣泛地認為，外延硅化物將需要用在未來的具有超淺結的器件中。常規的外延硅化物薄膜具有非常光滑的硅化物-Si界面。由于不存在晶粒邊界，這些薄膜具有高的熱穩定性和低的電阻性。
在二硅化鈷和Si之間的晶格位錯僅為-1.4％。在二硅化鎳和Si之間的晶格位錯僅為-0.4％。眾所周知，可以通過將Ni淀積在Si上然后在高溫下將薄膜退火，在(111)Si上形成單晶二硅化鎳。如
圖1所示，在硅化物和(111)Si之間的界面非常光滑。然而，已經報道了當在(100)Si上淀積硅化鎳時，觀察到沿(111)面的嚴重的面缺陷(faceting)。圖2中示出了硅化物和(100)Si的界面圖。
已經報道了在(100)Si上外延生長NiSi2中避免面缺陷問題的方法。該方法需要兩次淀積Ni和Si。不能實現硅化物的選擇形成。因此很難利用這種技術進行小器件制造工藝。
因此，需要一種方法在(100)Si上形成單晶NiSi2，應用這種標準的選擇性的硅化物工藝用于制造非常小尺寸的器件。
發明的概要本發明提供一種集成電路器件及其制造方法，該器件包括在(100)Si上的外延硅化鎳或在非晶Si上的穩態硅化鎳。特別地，該方法包括在進行硅化反應之前在Ni和Si層之間淀積鈷(Co)界面。由鎳和硅與鈷中間層的反應形成的鈷/鎳/硅合金薄膜通過中間層調節Ni原子的通量，以致Ni原子以相同的速度到達Si界面，即沒有任何的優選晶向，以形成硅化鎳的均勻層。因此，可以獲得在(100)Si上或在非晶Si上的單晶硅化鎳，其中硅化鎳具有高的穩定性并可以用于超淺結器件。
因此，本發明的一個目的是提供在(100)Si上的單晶NiSi2，該單晶NiSi2不具有形成的沿(111)面進入Si襯底的硅化物面缺陷。
本發明的另一個目的是提供一種硅化鎳的制造工藝，該工藝與提議的未來的IC制造工藝兼容，允許選擇形成硅化物、低成本并且操作簡單。
然而本發明的另一個目的是提供一種用于具有結深小于40nm的超淺結的硅化鎳薄膜，并能在溫度高于800℃下保持硅化物層的結的完整性和穩定性，其中鈷合并入硅化物層。
附圖的簡要描述圖1是現有技術的在(111)硅上生長的單晶二硅化鎳薄膜，該薄膜具有光滑的鎳-硅界面。
圖2是現有技術的在(100)硅上生長的單晶二硅化鎳薄膜，示出了沿(111)面的面缺陷。
圖3是現有技術的硅襯底的沿(111)面擴散的鎳原子，因此導致了面缺陷的形成。
圖4是本發明的鎳原子通過由在(100)硅襯底上鎳和硅與鈷中間層反應形成的鈷/鎳/硅合金薄膜的擴散，因此導致了在硅襯底上的單晶硅化鎳的均勻生長。
圖5示出在600℃下、60秒的退火之后的添加有鈷的硅化鎳薄膜的高清晰度的X射線衍射圖。
圖6示出在700℃下、60秒的退火之后的添加有鈷的硅化鎳薄膜的高清晰度的X射線衍射圖。
圖7示出在850℃下、60秒的退火之后的添加有鈷的硅化鎳薄膜的高清晰度的X射線衍射圖。
圖8示出由現有技術的鎳薄膜形成的硅化鎳的薄膜電阻(sheet resistance)，其中在溫度超過大約600℃下薄膜電阻增加。
圖9示出由鎳-硅界面處具有鈷的鎳薄膜形成的硅化鎳的薄膜電阻，其中隨著退火溫度增加薄膜電阻降低。
圖10示出由兩鎳層之間夾有鈷層的鎳薄膜形成的硅化鎳的薄膜電阻，其中隨著退火溫度增加薄膜電阻降低。
圖11示出現有技術的在沒有鈷中間層的非晶硅上淀積的鎳薄膜的薄膜電阻隨退火溫度而改變。
圖12示出在非晶硅上的兩鎳薄膜之間夾有鈷的薄膜的硅化物薄膜電阻隨退火溫度而改變。
圖13示出在非晶硅上的鎳-硅界面處包括鈷的薄膜的硅化物薄膜電阻隨退火溫度而改變。
圖14示出現有技術在沒有鈷中間層的硅化鎳形成之后用于N+/P結的超淺結上測量的反偏結漏電流，其中觀測到隨退火溫度的增加電流增加。
圖15示出現有技術在沒有鈷中間層的硅化鎳形成之后用于P+/N結的超淺結上測量的反偏結漏電流，其中觀測到隨退火溫度的增加電流增加。
圖16示出在超淺N+/P結上測量的反偏結漏電流，其中由相繼淀積的鈷和鎳薄膜形成硅化鎳，并且該薄膜在高于850℃顯示為低漏電流。
圖17示出在超淺P+/N結上測量的反偏結漏電流，其中由相繼淀積的鈷和鎳薄膜形成硅化鎳，并且該薄膜相對于現有技術的沒有鈷中間層而形成的硅化鎳薄膜顯示出降低了的漏電流。
圖18是本發明的方法流程圖。
優選實施例的詳細描述現在參照附圖，圖1是現有技術在(111)硅上生長的單晶二硅化鎳膜，具有光滑的界面。
圖2是現有技術在(100)硅上生長的單晶二硅化鎳膜，示出了沿(111)面的面缺陷。
本發明提供一種制造在非晶或(100)Si上的具有光滑硅化物/Si界面的外延二硅化鎳(NiSi2)的方法。本發明包括在硅化反應前于鎳(Ni)和硅(Si)之間的界面處添加鈷。按這種方法，獲得單晶硅化鎳。該方法提供超過現有技術的硅化物薄膜的高穩定性的硅化鎳，并易于制造超淺結即具有深度為40nm或小于40nm的結。
申請人相信通過動力學而不是熱力學來控制硅化物/硅界面處的面缺陷。因此，申請人相信通過控制Ni原子的擴散和成核以及NiSi2相的生長可以產生光滑的界面。具體地，本發明的方法包括添加中間層以控制Ni原子的穿透量。中間層以均勻的速度控制Ni原子到達Si界面并且以均勻的速度與Si反應形成均勻的硅化鎳層。這在圖3和4中解釋。
圖3是現有技術硅襯底的沿(111)面擴散的鎳原子，即相對于硅襯底16的平面的銳角處，因此導致了面缺陷形成。特別地，鎳原子10沿(111)面12擴散并導致硅襯底16中的面缺陷14的形成。
圖4是本發明的鎳原子10通過在(100)硅襯底16上的中間層18擴散，因此導致了在硅襯底上的單晶硅化鎳20的均勻生長。鎳原子擴散穿過由鎳和硅的鈷中間層反應形成的鈷/鎳/硅合金薄膜，并沒有任何優先即沒有任何預定的晶向地到達硅界面。換句話說，鎳原子沿方向22擴散，即垂直于硅襯底16的平面表面24。這樣導致了單晶硅化鎳20的均勻生長。將在以后詳細地描述形成器件的圖4中所示的制造步驟。
為了保證單晶形成，申請人在摻雜Co的硅化鎳薄膜上進行了高分辨率X-射線衍射的工作。顯示的結果表明形成了相對于單晶Si襯底的非常高質量的單晶薄膜。
圖5示出在600℃下、60秒的退火之后的添加有鈷的硅化鎳薄膜的高清晰度X-射線衍射(HRXRD)圖形。縱坐標表示計數/秒(counts/second)，橫坐標表示2Theta。淀積的薄膜包括在硅襯底上的鈷層，其中鈷層的厚度為大約14。在鈷層上淀積大約69的鎳層。然后在600℃下將這兩層進行60秒的退火以形成硅化鎳薄膜。如HRXRD圖形中所示，在600℃形成二硅相。
圖6示出在700℃下、60秒的退火之后的添加有鈷的硅化鎳薄膜的高清晰度的X射線衍射圖。縱坐標表示計數/秒，橫坐標表示2Theta。淀積的薄膜包括在硅襯底上的鈷層，其中鈷層的厚度為16。在鈷層上淀積69的鎳層。然后在700℃下將這兩層進行60秒的退火以形成硅化鎳薄膜。如HRXRD圖中所示，硅化鎳薄膜在700℃下退火后顯示良好的薄膜結晶性。
圖7示出在850℃下、60秒的退火之后的添加有鈷的硅化鎳薄膜的高清晰度的X射線衍射圖。圖7中縱坐標表示計數/秒，橫坐標表示2Theta。淀積的薄膜包括在硅襯底上的鈷層，其中鈷層的厚度為16。在鈷層上淀積69的鎳層。然后在850℃下將這兩層進行60秒的退火以形成硅化鎳薄膜。如HRXRD圖中所示，硅化鎳薄膜在超過700℃的退火溫度后顯示優于現有技術的提高了的薄膜結晶性。特別地，該圖顯示高質量的控制并且硅化物和Si之間的界面是相對光滑的。同樣檢測了較低退火溫度下的單晶薄膜，如圖5和6中所示。然而，這些薄膜的薄膜結晶性不如圖7中所示的薄膜特性好。特別地，圖5中，在大約70的2Theta處的峰值是大約4000計數/秒，圖6中是大約10000計數/秒，圖7中是大約30000計數/秒。
進一步的X-射線衍射結果表示為了提供具有高結晶性的器件，優選在鎳-硅界面處提供鈷中間層。在另一個實施例中，可以在鎳薄膜中提供鈷。如果Co位于Ni薄膜的中央，申請人已經發現晶體質量并不比在硅界面處淀積鈷的薄膜要好，但是與現有技術沒有鈷中間層制造的硅化鎳薄膜比較，這種薄膜仍然具有提高了的結晶性。特別地，這些結果通過下列的附圖得到證實，附圖示出硅化物薄膜電阻隨退火溫度而改變。
圖8示出現有技術沒有鈷中間層由鎳薄膜形成的硅化鎳的薄膜電阻，其中在退火溫度超過大約600℃時薄膜電阻增加。由位于硅襯底上的厚度為85的鎳薄膜形成該硅化物。該圖中縱坐標以歐姆/平方(ohm/square)表示薄膜電阻，橫坐標以攝氏度表示快速熱退火(RTA)溫度。
圖9示出由具有鈷位于鎳-硅界面處的鎳薄膜制造的硅化鎳薄膜的薄膜電阻，其中隨著退火溫度增加薄膜電阻降低。由硅襯底上淀積的厚度為14的鈷薄膜，并且在該鈷薄膜上隨后淀積69的鎳薄膜形成該硅化物。然后對該薄膜施行退火。這種器件的熱穩定性優于現有技術。特別地，退火溫度為大約400℃或高于400℃時薄膜電阻降低，并且在退火溫度為大850℃或高于850℃下薄膜電阻保持低值。該圖中縱坐標以歐姆/平方表示薄膜電阻，橫坐標以攝氏度表示快速熱退火(RTA)溫度。
圖10示出由兩鎳層之間夾有鈷層的硅化鎳薄膜的薄膜電阻，其中隨著退火溫度增加薄膜電阻降低。由硅襯底上淀積的厚度大約為40第一鎳薄膜、淀積在第一鎳薄膜上的厚度為16的鈷薄膜、和淀積在硅襯底上的厚度為大約29的第二鎳薄膜形成該硅化物。然后對該薄膜施行大約60秒的退火。這種薄膜的熱穩定性同樣優于現有技術。特別地，退火溫度為大約500℃或高于500℃下薄膜電阻降低，并且在退火溫度為大850℃或高于850℃下薄膜電阻保持低值。該圖中縱坐標以歐姆/平方表示薄膜電阻，橫坐標以攝氏度表示快速熱退火(RTA)溫度。在鎳薄膜的中央添加鈷提高了薄膜的穩定性，但并不表示提高薄膜的結晶性。因此，位于硅界面處的鈷薄膜是本發明的優選方法。
本發明提供一種硅化鎳及其制造方法，其應用并穩定地應用在非晶硅上。在圖11至13中，通過低壓化學氣相淀積(LPCVD)在熱氧化物上淀積非晶Si。結果顯示現有技術在非晶Si上的在制造期間沒有采用鈷中間層的硅化鎳的熱穩定性很差。特別地，甚至退火溫度在600℃下檢測到的薄膜電阻也顯著增加。但是，本發明的添加有鈷中間層的硅化鎳的熱穩定性得到顯著提高。
圖11示出現有技術在沒有鈷中間層的非晶硅上淀積的鎳薄膜的薄膜電阻隨退火溫度而改變。退火溫度在大約600℃下和更高檢測到的薄膜電阻顯著增加。該圖中縱坐標以歐姆/平方表示薄膜電阻，橫坐標以攝氏度表示快速熱退火(RTA)溫度。
圖12示出兩鎳薄膜之間夾有鈷的薄膜的硅化物薄膜電阻隨退火溫度而改變。在大約600℃下和更高檢測到的薄膜電阻降低。此外，檢測的大約12歐姆/平方的薄膜電阻遠低于如圖11中所示的現有技術的硅化物薄膜的大約100歐姆/平方的薄膜電阻。圖12中縱坐標以歐姆/平方表示薄膜電阻，橫坐標以攝氏度表示快速熱退火(RTA)溫度。
圖13示出在非晶硅上包括位于鎳硅界面處的鈷的薄膜的硅化物薄膜電阻隨退火溫度而改變。在大約600℃下和更高檢測到的薄膜電阻降低。此外，檢測的大約12歐姆/平方的薄膜電阻遠低于如圖11中所示的現有技術的硅化物薄膜的大約100歐姆/平方的薄膜電阻。該圖中縱坐標以歐姆/平方表示薄膜電阻，橫坐標以攝氏度表示快速熱退火(RTA)溫度。
本發明的硅化鎳薄膜及其制造方法適用于超淺結。通過等離子摻雜技術，形成結深小于大約40nm的超淺結。采用PH3/He混合氣體形成N+/P結。采用B2H6/He混合氣體形成P+/N結。通過兩步RTA退火完成活化作用，即在大約800℃下進行再結晶、隨后通過在大約1050℃下進行尖峰退火。結的深度為大約40nm，通過二次離子質譜(SIMS)確定。通過相繼e-束蒸發淀積鎳和鈷。淀積的Co薄膜厚度在14-20的范圍。鎳薄膜厚度在25-130的范圍。然后通過RTA典型在550℃下退火形成硅化物。圖14-17示出了在形成100μm×100μm面積之后在|3V|下的超淺結上測量的反偏結漏電流的分布。
圖14示出現有技術在硅化鎳形成之后用于N+/P二極管結的超淺結上測量的反偏結漏電流分布，其中觀測到隨退火溫度的增加電流增加。由厚度為大約68的鎳薄膜形成硅化物。連續在550℃、650℃、750℃、800℃和850℃下施行RTA步驟，每次60秒。觀測到隨著RTA溫度的增加，電流顯著增加。
圖15示出現有技術在硅化鎳形成之后用于P+/N二極管結的超淺結上測量的反偏結漏電流分布，其中觀測到隨退火溫度的增加電流增加。由厚度為大約68的鎳薄膜形成硅化物。連續在550℃、650℃、750℃、800℃和850℃下施行RTA步驟，每次60秒。觀測到隨著RTA溫度的增加，電流顯著增加。
圖16示出在超淺N+/P結上測量的反偏結漏電流，其中由相繼在硅襯底上淀積鈷和鎳薄膜形成硅化鎳，并且該薄膜在高于850℃顯示為低漏電流。淀積在硅界面處的Co薄膜具有大約14-16的厚度。鎳薄膜厚度為大約69，并淀積在鈷薄膜上。然后退火該器件。連續在550℃、650℃、750℃、800℃和850℃下施行RTA步驟，每次60秒。即使在850℃下退火30分鐘之后，薄膜電阻仍保持在低于大約9歐姆/平方。薄膜電阻顯示出逐漸增加，但是較現有技術僅由硅化物和鎳且沒有鈷中間層制造的器件的薄膜電阻改進了三個數量級。
圖17示出在超淺P+/N結上測量的反偏結漏電流，其中由相繼淀積的鈷和鎳薄膜形成硅化鎳，并且該薄膜與現有技術的硅化鎳薄膜比較顯示出低漏電流。鈷薄膜具有大約14-16的厚度并淀積在硅界面處。鎳薄膜厚度為大約69，并淀積在鈷薄膜上。然后退火該薄膜。連續在550℃、650℃、750℃、800℃和850℃下施行RTA步驟，每次60秒。即使在850℃下退火30分鐘之后，薄膜電阻仍保持在低于大約9歐姆/平方。在高于大約850℃下的P+/N結證實了具有低漏電流。
圖18是本發明的制造方法的流程圖。具體地，步驟28包括提供硅襯底。硅襯底可以包括非晶硅襯底或(100)晶向的硅襯底。
步驟30包括在非晶硅襯底或(100)硅襯底淀積鈷和鎳。在一個實施例中，鎳和鈷的淀積包括在器件的源區、漏區和多晶硅區上淀積Co薄膜和Ni薄膜，利用包括濺射和蒸發的物理汽相淀積或包括金屬有機化學汽相淀積的化學汽相淀積。特別地，在該實施例中，步驟30包括在硅薄膜上淀積Co薄膜、然后在鈷薄膜上淀積Ni薄膜。鈷層厚度典型為5-20的范圍。Ni層厚度典型為50-200的范圍。在另一個實施例中，鈷和鎳的淀積可以包括鈷濺射或鈷和鎳的共同蒸發，或由Ni-Co靶濺射形成Co-Ni薄膜。Ni中的Co的原子百分數典型為2％-15％。然而在另一個實施例中，步驟30包括在兩Ni層的中間形成夾有Co層的層疊結構。在該實施例中，在硅上淀積第一鎳層，在第一鎳層上淀積鈷層，并在鈷層淀積第二鎳層。在該實施例的一個實例中，淀積在硅襯底上的第一鎳層具有大約40的厚度，淀積在第一鎳薄膜上的鈷薄膜具有16的厚度，并且淀積在硅襯底上的第二鎳薄膜具有大約29的厚度。
步驟32包括在硅層上的鈷和鎳的硅化。硅化步驟典型地在惰性氣氛或氮氣氣氛中、在300℃-900℃范圍的溫度下施行時間為10秒-2分鐘。在850℃下可以獲得具有非常好的完美晶體的在非晶硅或(100)硅上的單晶二硅化鎳。此步驟結果是在硅化鎳層中具有其中合并的鈷。換句話說，二硅化鎳和二硅化鈷易混合。二硅化鎳和二硅化鈷兩者具有相似的晶體結構以致兩種二硅化物形成高質量的在(100)硅上的單晶。形成的硅化鎳層典型地具有90-700的厚度并且鈷原子百分數在2-15％的范圍。
本發明的方法典型地包括快速退火步驟，該步驟在300-700攝氏度的溫度范圍下、時間期間為10秒-2分鐘的范圍進行。當快速退火步驟在溫度低于600攝氏度下進行時，就比施行退火硅化物薄膜的第二退火步驟的溫度低。第二退火步驟在至少600攝氏度的溫度下、時間期間為10秒-2分鐘的范圍進行，典型地在Piranha溶液中腐蝕該薄膜之后實行。
步驟34包括施行選擇腐蝕，典型地在由硫酸和過氧化氫組成的Piranha溶液中實行。腐蝕溫度典型地在75℃-150℃之間。
下面將給出一種工藝的具體實例。首先，在緩沖稀釋的HF溶液中進行20秒的晶片預金屬浸漬。第二步，在晶片被裝載進入電子束蒸發室之前在去離子水中沖洗并旋轉干燥。采用的晶片是未布圖的(100)硅晶片。第三步，通過蒸發或濺射在晶片上淀積15厚的Co薄膜。第四步，通過蒸發或濺射在鈷薄膜上淀積75厚的Ni薄膜。第五步，對包含鎳和鈷薄膜的晶片在氬氣中進行RTA退火，在350℃-500℃下、60秒以至形成在晶片上的其中混合有鈷的硅化鎳。第六步，在Piranha溶液中對在晶片上形成的硅化鎳進行選擇腐蝕。第七步，將晶片在600℃-850℃下進行進一步的退火以至將硅化鎳轉化為具有完美晶體的單晶二硅化鎳。通過四探針法測定薄膜電阻。通過采用在高清晰度下的PhillipsAnalytical X-射線衍射系統并通過剖面傳輸電子顯微鏡分析薄膜結構。通過Rutherford背面散射分析儀分析層的組分。
簡要地講，通過在鎳/硅界面處添加鈷可以獲得在硅化鎳的熱穩定性中的顯著提高。該工藝對制造設想的未來的超淺結的器件非常有用。提高熱穩定性和結的低漏電流的原因是由于通過高清晰度X-射線衍射確定的超光滑的界面。
因此，已經公開了制造提高了的硅化鎳器件的方法及其相應的器件。雖然已經公開了制造器件的優選結構和方法，很顯然可以作出的進一步的變化和改進并不脫離本發明附加的權利要求書所限定的范圍。
權利要求
1.一種在硅襯底上制造硅化鎳的方法，包括步驟提供硅襯底；在所說硅襯底上淀積鈷；在所說硅襯底上淀積鎳，其特征在于所說鎳與所說鈷接觸；以及退火所說鈷和所說鎳以在所說硅襯底上形成硅化鎳。
2.權利要求1的方法，其特征在于在所說硅襯底上淀積鈷的所說步驟包括直接在所說硅襯底上淀積鈷薄膜，其中在所說硅襯底上淀積鎳的所說步驟包括在所說鈷薄膜上淀積鎳薄膜。
3.權利要求1的方法，其特征在于在所說硅襯底上淀積鎳的所說步驟包括在所說硅襯底上淀積第一鎳薄膜，其中在所說硅襯底上淀積鈷的所說步驟包括在所說第一鎳薄膜上淀積鈷薄膜，其中在所說硅襯底上淀積鎳的所說步驟進一步包括在所說鈷薄膜上淀積第二鎳薄膜以至在所說硅襯底上形成鎳-鈷-鎳層結構。
4.權利要求1的方法，其特征在于在所說硅襯底上淀積鎳的所說步驟和在所說硅襯底上淀積鈷的所說步驟包括在所說硅襯底上共同淀積鈷和鎳以至在所說硅襯底上形成鎳-鈷薄膜。
5.權利要求2的方法，其特征在于所說鈷薄膜具有5-20埃范圍的厚度，并且所說鎳薄膜具有25-200埃范圍的厚度。
6.權利要求3的方法，其特征在于所說第一鎳薄膜具有25-200埃范圍的厚度，所說鈷薄膜具有5-20埃范圍的厚度，并且所說第二鎳薄膜具有25-200埃范圍的厚度。
7.權利要求4的方法，其特征在于所說鎳-鈷薄膜包括2-15％范圍的鈷原子百分數。
8.權利要求1的方法，其特征在于退火所說鈷和所說鎳的所說步驟包括在300-700攝氏度的溫度范圍內、時間在2秒-2分鐘的范圍內進行的第一退火步驟，其中當在溫度低于600攝氏度下進行所說第一退火步驟時，然后退火所說鈷和所說鎳的所說第二步驟進一步包括在至少為600攝氏度下、時間為2秒-2分鐘的范圍內進行的第二退火步驟。
9.權利要求8的方法，其特征在于所說硅化退火步驟將所說硅化鎳轉換為沒有沿(111)面進入所說硅襯底的面缺陷的單晶二硅化鎳。
10.權利要求1的方法，其特征在于所說硅襯底選自非晶硅襯底和(100)硅襯底組成的組。
11.權利要求1的方法，其特征在于所說硅襯底包括深度為最大40nm的結。
12.權利要求1的方法，其特征在于所說鈷由位于所說鎳的至少一部分和所說硅襯底之間的鈷中間層限定，以致在退火所說鈷和所說鎳的所說步驟期間在所說硅襯底上形成硅化鎳，所說鎳的所說至少一部分通過所說鈷中間層擴散。
13.一種微電子器件，包括硅襯底；和位于所說硅襯底上的硅化鎳，其特征在于所說硅化鎳包含其中的鈷。
14.權利要求13的器件，其特征在于所說器件是選自P+/N結和N+/P結組成的組。
15.權利要求13的器件，其特征在于所說器件的薄膜電阻不大于9歐姆/平方，至少在600攝氏度的溫度下、器件進行至少30分鐘的退火之后，在100μm×100μm的面積上、在|3V|下測量的該薄膜電阻。
16.權利要求13的器件，其特征在于所說硅化鎳具有90-700埃范圍的厚度，并且其中所說鈷包括在所說硅化鎳中的2-15％范圍的鈷原子百分數。
17.權利要求13的器件，其特征在于所說硅化鎳在溫度超過700攝氏度下是穩定的。
18.權利要求13的器件，其特征在于所說硅化鎳包括沒有沿(111)面進入所說硅襯底的面缺陷的單晶二硅化鎳。
19.權利要求13的器件，其特征在于所說硅襯底選自非晶硅和(100)硅襯底組成的組。
20.權利要求14的器件，其特征在于所說結具有最多100nm的深度。
全文摘要
一種集成電路器件及其制造方法，包括制有鈷中間層在(100)Si上的外延硅化鎳或在非晶Si上的穩態的硅化鎳。在一個實施例中，該方法包括在先于硅化反應前在Ni和Si層之間淀積鈷(Co)中間層。鈷中間層通過鎳和硅與鈷中間層的反應形成的鈷/鎳/硅合金層控制Ni原子流量，以致Ni原子以相同的速度到達Si界面，即沒有任何的優選晶向，以至形成均勻的硅化鎳層。可以退火硅化鎳形成均勻的晶體二硅化鎳。因此，獲得在(100)Si或非晶Si上的單晶硅化鎳，其中硅化鎳具有提高了的穩定性并可以被用在超淺結的器件中。
文檔編號H01L21/28GK1399315SQ0212334
公開日2003年2月26日 申請日期2002年5月14日 優先權日2001年5月14日
發明者J·S·馬亞, D·J·特威特, Y·安奧, F·張, S·T·許 申請人:夏普公司