System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 半导体器件的制作方法、半导体器件及MRAM底电极技术_技高网

半导体器件的制作方法、半导体器件及MRAM底电极技术

技术编号:42327866 阅读:8 留言:0更新日期:2024-08-14 16:06
本申请提供了一种半导体器件的制作方法、半导体器件及MRAM底电极,该方法包括:首先,提供包括层叠的衬底、第一预备阻挡层以及第一预备介质层的基底;然后,在基底中第一预备介质层的表面上形成预备导电结构;之后,去除部分预备导电结构、部分第一预备介质层以及部分第一预备阻挡层,形成第一沟槽,使得部分衬底裸露;之后,在第一沟槽内以及导电结构的远离基底的表面上形成预备底电极;最后,去除部分预备底电极以及部分导电结构。由于目标导电结构上各处的电势相同,从而隔绝了电荷导电通路,避免了底电极中金属的扩散,解决了现有技术中由于铜的扩散导致器件失效,进而影响器件良率的问题,保证了半导体器件的良率较好。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体领域,具体而言,涉及一种半导体器件的制作方法、半导体器件及mram底电极。


技术介绍

1、在mram(magnetoresistive random access memory,非易失性的磁性随机存储器)器件的底电极结构中,两层以上的多层金属互连结构被广泛采用,通常,cu金属互连结构和氧化硅层间介质层共同组成金属互连层,但是,在金属互连层经过化学机械抛光(chemical mechanical polishing,简称cmp)时,残留在金属表面的研磨液或电荷会使其产生原电池效应,使得通孔中的cu较为容易扩散出,导致器件失效,从而影响器件的良率,另外,在芯片设计中,有些金属互连层的底部金属是条状的,通孔和底部金属互连形成电荷导电通路,从而更加加快了通孔内铜的扩散速度,影响芯片良率,在严重程度下,甚至会污染薄膜生长设备。

2、因此,亟需一种方式,来解决由于铜的扩散导致器件失效,进而影响器件良率的问题。

3、在
技术介绍
部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的
技术介绍
的理解,因此,
技术介绍
中可能包含某些信息,这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。


技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种半导体器件的制作方法、半导体器件及mram底电极,以解决现有技术中的由于铜的扩散导致器件失效,进而影响器件良率的问题。

2、根据本专利技术实施例的一个方面,提供了一种半导体器件的制作方法,所述方法包括:提供基底,所述基底包括层叠的衬底、第一预备阻挡层以及第一预备介质层;在所述基底的表面上形成预备导电结构,所述预备导电结构与所述第一预备介质层接触;去除部分所述预备导电结构、部分所述第一预备介质层以及部分所述第一预备阻挡层,形成第一沟槽,所述第一沟槽使得部分所述衬底裸露,剩余的所述预备导电结构形成导电结构,剩余的所述第一预备介质层形成第一介质层,剩余的所述第一预备阻挡层形成第一阻挡层;在所述第一沟槽内以及所述导电结构的远离所述基底的表面上形成预备底电极;去除部分所述预备底电极以及部分所述导电结构,剩余的所述导电结构形成目标导电结构,剩余的所述预备底电极形成底电极,且所述目标导电结构的远离所述基底的表面裸露。

3、可选地,在所述基底的表面上形成预备导电结构,包括:在所述基底的表面上形成第一预备导电层。

4、可选地,在所述基底的表面上形成预备导电结构,包括:在所述基底的表面上形成第二预备导电层;在所述第二预备导电层的远离所述基底的表面上形成第二预备介质层。

5、可选地,去除部分所述预备导电结构、部分所述第一预备介质层以及部分所述第一预备阻挡层,形成第一沟槽,包括:去除部分所述第二预备介质层、部分所述第二预备导电层以及部分所述第一预备介质层,形成第二沟槽,所述第二沟槽使得部分所述第一预备阻挡层裸露,剩余的所述第二预备介质层形成第二介质层,剩余的所述第二预备导电层形成第二导电层;去除所述第二沟槽底部的部分所述第一预备阻挡层,使得所述第二沟槽形成所述第一沟槽。

6、可选地,在所述第一沟槽内以及所述导电结构的远离所述基底的表面上形成预备底电极,包括:在所述导电结构的远离所述基底的表面上、所述第一沟槽的底部以及侧壁上形成第二预备阻挡层;在剩余的所述第一沟槽中,以及所述第二预备阻挡层的远离所述基底的表面上形成预备金属层,所述预备金属层的远离所述基底的表面为平面,所述第二预备阻挡层以及所述预备金属层构成所述预备底电极。

7、可选地,所述预备金属层的材料包括铜。

8、可选地,去除部分所述预备底电极以及部分所述导电结构,包括:使用化学机械抛光技术,去除部分所述预备金属层、部分所述第二预备阻挡层、所述第二介质层以及部分所述第二导电层,剩余的所述预备金属层形成第一金属层,剩余的所述第二预备阻挡层形成第二阻挡层。

9、可选地,提供基底,包括:提供所述衬底,所述衬底包括层叠的第三介质层、第三阻挡层、第四阻挡层以及第二金属层;在所述第二金属层的远离所述第四阻挡层的表面上形成层叠的所述第一预备阻挡层以及所述第一预备介质层。

10、可选地,在去除部分所述预备底电极以及部分所述导电结构之后,所述方法还包括:在所述目标导电结构以及所述底电极的远离所述基底的表面上形成预备掩膜层;去除部分所述预备掩膜层、部分所述目标导电结构以及部分所述第一介质层,使得所述底电极两侧的部分所述第一阻挡层裸露。

11、可选地,所述导电结构的材料包括ta、tan以及tin中至少一种。

12、可选地,所述导电结构的厚度范围为2nm-50nm。

13、根据本申请的另一方面,还提供了一种半导体器件,所述半导体器件包括基底、目标导电结构以及底电极,其中,所述基底包括层叠的衬底、第一阻挡层以及第一介质层;所述目标导电结构位于所述第一介质层的远离所述第一阻挡层的表面上,所述第一阻挡层、所述第一介质层以及所述目标导电结构中包括第一沟槽;所述底电极位于所述第一沟槽中,所述底电极与所述衬底接触,所述目标导电结构的远离所述基底的表面与所述底电极的远离所述基底的表面齐平。

14、根据本申请的又一方面,还提供了一种mram底电极,所述mram底电极为采用任一种所述的半导体器件的制作方法制作得到的,或者为所述的半导体器件。

15、应用本申请的技术方案,所述半导体器件的制作方法中,首先,提供包括层叠的衬底、第一预备阻挡层以及第一预备介质层的基底;然后,在所述基底中所述第一预备介质层的表面上形成预备导电结构;之后,去除部分所述预备导电结构、部分所述第一预备介质层以及部分所述第一预备阻挡层,形成第一沟槽,使得部分所述衬底裸露,剩余的所述预备导电结构形成导电结构,剩余的所述第一预备介质层形成第一介质层,剩余的所述第一预备阻挡层形成第一阻挡层;之后,在所述第一沟槽内以及所述导电结构的远离所述基底的表面上形成预备底电极;最后,去除部分所述预备底电极以及部分所述导电结构,剩余的所述导电结构形成目标导电结构,剩余的所述预备底电极形成底电极,且所述目标导电结构的远离所述基底的表面裸露。相比现有技术中的由于铜的扩散导致器件失效,进而影响器件良率的问题,本申请的所述半导体器件的制作方法,通过在所述基底的表面上形成所述预备导电结构,并通过去除部分所述预备导电结构、部分所述第一预备介质层以及部分所述第一预备阻挡层,以得到所述第一沟槽,再通过在所述第一沟槽内以及所述导电结构的表面上形成所述预备底电极,并去除部分所述预备底电极以及部分所述导电结构,在去除部分所述预备底电极以及部分所述导电结构后,由于所述目标导电结构上各处的电势相同,且所述底电极的两侧的表面上存在所述目标导电结构,从而隔绝了电荷导电通路,避免了所述底电极中金属的扩散,解决了现有技术中由于铜的扩散导致器件失效,进而影响器件良率的问题,保证了所述半导体器件的良率较好。

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【技术保护点】

1.一种半导体器件的制作方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述基底的表面上形成预备导电结构,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述基底的表面上形成预备导电结构,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,去除部分所述预备导电结构、部分所述第一预备介质层以及部分所述第一预备阻挡层,形成第一沟槽,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述第一沟槽内以及所述导电结构的远离所述基底的表面上形成预备底电极,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述预备金属层的材料包括铜。

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,去除部分所述预备底电极以及部分所述导电结构,包括:

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,提供基底,包括:

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在去除部分所述预备底电极以及部分所述导电结构之后,所述方法还包括:

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,所述导电结构的材料包括Ta、TaN以及TiN中至少一种。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,所述导电结构的厚度范围为2nm-50nm。

12.一种半导体器件,其特征在于,所述半导体器件包括:

13.一种MRAM底电极,其特征在于,所述MRAM底电极为采用权利要求1至11中任一项所述的半导体器件的制作方法制作得到的,或者为权利要求12所述的半导体器件。

...

【技术特征摘要】

1.一种半导体器件的制作方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述基底的表面上形成预备导电结构,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述基底的表面上形成预备导电结构,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,去除部分所述预备导电结构、部分所述第一预备介质层以及部分所述第一预备阻挡层,形成第一沟槽,包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述第一沟槽内以及所述导电结构的远离所述基底的表面上形成预备底电极,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述预备金属层的材料包括铜。

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,去除部分所述预备底电极以...

【专利技术属性】
技术研发人员:王海笑杨保林陈雪飞申力杰苏显鹏李琨琨郑泽杰
申请(专利权)人:浙江驰拓科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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