半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，其中形成方法包括：提供基底，所述基底表面具有第一介质层；在所述第一介质层内形成第一开口，且所述第一开口底部暴露出部分基底表面；在所述第一开口底部的基底表面形成金属硅化物层；在所述第一开口内形成位于所述金属硅化物层表面的牺牲层；在所述第一介质层表面和金属硅化物层表面形成第二介质层；刻蚀部分所述第二介质层，在所述第二介质层内形成第二开口，且第二开口底部暴露出牺牲层顶部表面；形成所述第二开口之后，去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层之后，在所述第一开口内和第二开口内形成导电结构。所述方法形成的半导体结构的性能较好。所述方法形成的半导体结构的性能较好。所述方法形成的半导体结构的性能较好。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路制造技术的快速发展，促使集成电路中的半导体器件的尺寸不断地缩小，使整个集成电路的运作速度将因此而能有效地提升。随着元件的尺寸要求越来越小，相应形成的导电结构的尺寸越来越小。
[0003]所述导电结构的形成方法为：提供半导体衬底；在半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层内具有第一开口；在所述第一开口内形成第一插塞；形成所述第一插塞之后，在所述第一插塞表面和第一介质层表面形成第二介质层；在所述第二介质层内形成第二开口；形成所述第二开口之后，在所述第二开口内形成第二插塞。所述第一插塞和第二插塞构成导电结构。为了降低尺寸日益减小的导电结构的电阻，采用电阻率较小的材料形成所述导电结构。
[0004]然而，现有技术形成的半导体器件的性能有待提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以提高形成的半导体结构的性能。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面具有第一介质层；在所述第一介质层内形成第一开口，且所述第一开口底部暴露出部分基底表面；在所述第一开口底部的基底表面形成金属硅化物层；在所述第一开口内形成位于所述金属硅化物层表面的牺牲层；在所述第一介质层表面和牺牲层表面形成第二介质层；刻蚀部分所述第二介质层，在所述第二介质层内形成第二开口，且第二开口底部暴露出牺牲层顶部表面；形成所述第二开口之后，去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层之后，在所述第一开口内和第二开口内形成导电结构。
[0007]可选的，所述金属硅化物层的形成方法包括：在所述第一开口侧壁和底部表面、以及第一介质层表面形成材料膜；采用退火工艺，使部分材料膜和基底反应，在所述第一开口底部形成所述金属硅化物层；形成所述金属硅化物层之后，去除位于金属硅化物层表面、第一开口侧壁以及第一介质层表面的材料膜。
[0008]可选的，所述材料膜的厚度范围：100埃～300埃。
[0009]可选的，所述材料膜的材料包括：钛、镍、钴或者钨。
[0010]可选的，去除位于金属硅化物层表面、第一开口侧壁以及第一介质层表面的材料膜的工艺包括湿法刻蚀工艺，所述湿法刻蚀工艺对材料膜的刻蚀速率大于对金属硅化物层的刻蚀速率。
[0011]可选的，所述牺牲层的形成方法包括：在所述第一开口内和第一介质层表面形成牺牲材料膜；平坦化所述牺牲材料膜，直至暴露出第一介质层表面，在所述第一开口内形成
所述牺牲层。
[0012]可选的，所述牺牲层的材料和第一介质层的材料不同；所述牺牲层的材料包括：旋转涂布有机碳、无定形硅、无定形碳、多晶硅、氧化硅、碳氧化硅或者碳氧氢化硅。
[0013]可选的，所述第一介质层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅和氮氧化硅中的一种或多种；所述第二介质层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅和氮氧化硅中的一种或多种。
[0014]可选的，所述第一开口的形成方法包括：在所述第一介质层表面形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出部分第一介质层表面；以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀所述第一介质层，直至暴露出基底表面，形成所述第一开口。
[0015]可选的，所述第二开口的形成方法包括：在所述第二介质层表面形成第二图形化层，所述第二图形化层暴露出部分第二介质层表面；以所述第二图形化层为掩膜，刻蚀所述第二介质层，直至暴露出牺牲层顶部表面，形成所述第二开口。
[0016]可选的，所述第二开口的形成方法还包括：形成所述第二开口之后，刻蚀去除附着于第二开口、以及牺牲层表面的副产物。
[0017]可选的，去除所述牺牲层的方法包括：干法刻蚀工艺、湿法刻蚀工艺或者灰化工艺。
[0018]可选的，形成所述第二开口的过程中，去除所述牺牲层。
[0019]可选的，所述导电结构的形成方法包括：采用沉积工艺在所述第一开口内、第二开口内以及第二介质层表面形成导电材料膜；平坦化所述导电材料膜，直至暴露出第二介质层表面，在所述第一开口内形成第一导电结构，在所述第二开口内形成第二导电结构。
[0020]可选的，所述导电材料膜包括：位于第一开口侧壁和底部表面、第二开口侧壁和底部表面以及第二介质层表面的粘附层、以及位于所述粘附层表面的导电膜。
[0021]可选的，所述粘附层的材料包括：氮化钛或者氮化钽；所述导电膜的材料包括：钴、铜、钨、铝、钛或者钽。
[0022]可选的，所述导电材料膜为单层结构；所述导电材料膜的材料包括：钨或者钼。
[0023]相应的，本专利技术实施例还提供一种采用任一项上述方法形成的半导体结构。
[0024]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0025]本专利技术技术方案提供的半导体结构的形成方法中，通过刻蚀部分第二介质层，在所述第二介质层内形成第二开口的过程中，所述刻蚀部分第二介质层的工艺会对牺牲层表面造成刻蚀损伤。由于形成所述第二开口之后，会将牺牲层去除，使得形成第二开口对牺牲层表面造成的刻蚀损伤不会对后续工艺造成影响。进而，使得后续在所述第一开口内和第二开口内形成的导电结构性能较好，使得形成的半导体结构的性能较好。
[0026]进一步，所述导电结构的形成是通过平坦化导电材料膜，直至暴露出第二介质层表面。由于所述导电材料膜通过沉积工艺形成，所述沉积工艺形成的导电材料膜的材料性能较好，使得平坦化后形成的第一导电结构和第二导电结构之间不存在界面，提高了形成的导电结构的界面可靠性，使得形成的半导体结构的性能较好。
[0027]进一步，形成所述金属硅化物层之后，还去除位于金属硅化物层表面、第一开口侧壁以及第一介质层表面的材料膜，避免后续填充导电材料膜以形成导电结构时，导电材料膜在所述第一开口的顶部发生过早闭合，从而有利于导电材料膜的填充，使得形成的导电
结构性能较好。同时，去除位于金属硅化物层表面、第一开口侧壁以及第一介质层表面的材料膜，有利于降低后续在第一开口内形成的第一导电结构的电阻，使得形成的半导体结构的性能较好。
[0028]进一步，由于形成所述金属硅化物层之后，还去除位于金属硅化物层表面、第一开口侧壁以及第一介质层表面的材料膜，有利于材料的填充，使得可以形成厚度较厚的材料膜，从而位于第一开口底部表面的材料膜厚度较厚。进而，厚度较厚的材料膜有利于充分与材料膜相接触的基底发生反应，形成金属硅化物层，从而有利于降低后续第一导电结构和基底之间的接触电阻，使得形成的半导体结构的性能较好。
附图说明
[0029]图1至图6是一种半导体结构的形成方法各步骤的剖面示意图；
[0030]图7至图16是本专利技术一实施例中的半导体结构的形成方法各步骤的剖面示意图。
具体实施方式
[0031]正如
技术介绍
所述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底表面具有第一介质层；在所述第一介质层内形成第一开口，且所述第一开口底部暴露出部分基底表面；在所述第一开口底部的基底表面形成金属硅化物层；在所述第一开口内形成位于所述金属硅化物层表面的牺牲层；在所述第一介质层表面和牺牲层表面形成第二介质层；刻蚀部分所述第二介质层，在所述第二介质层内形成第二开口，且第二开口底部暴露出牺牲层顶部表面；形成所述第二开口之后，去除所述牺牲层；在去除所述牺牲层之后，在所述第一开口内和第二开口内形成导电结构。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述金属硅化物层的形成方法包括：在所述第一开口侧壁和底部表面、以及第一介质层表面形成材料膜；采用退火工艺，使部分材料膜和基底反应，在所述第一开口底部形成所述金属硅化物层；形成所述金属硅化物层之后，去除位于金属硅化物层表面、第一开口侧壁以及第一介质层表面的材料膜。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述材料膜的厚度范围：100埃～300埃。4.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述材料膜的材料包括：钛、镍、钴或者钨。5.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，去除位于金属硅化物层表面、第一开口侧壁以及第一介质层表面的材料膜的工艺包括湿法刻蚀工艺，所述湿法刻蚀工艺对材料膜的刻蚀速率大于对金属硅化物层的刻蚀速率。6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的形成方法包括：在所述第一开口内和第一介质层表面形成牺牲材料膜；平坦化所述牺牲材料膜，直至暴露出第一介质层表面，在所述第一开口内形成所述牺牲层。7.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述牺牲层的材料和第一介质层的材料不同；所述牺牲层的材料包括：旋转涂布有机碳、无定形硅、无定形碳、多晶硅、氧化硅、碳氧化硅或者碳氧氢化硅。8.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅和氮氧化硅中的一种或多种；所述第二介质层的材...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，郭雯，童哲源，于海龙，雒建明，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：