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() 半导体器件及其制作方法技术_技高网

半导体器件及其制作方法技术

技术编号:43365605 阅读:8 留言:0更新日期:2024-11-19 17:48
本发明专利技术提供了半导体器件及其制作方法,在去除金属氧化物之前,先在互连插孔侧壁的表面生长碳氮化钨,碳氮化钨层具有选择性生长特性,即导电性越强,其越不容易生长,因此其能够在互连插孔侧壁有效生长,而在金属层表面则不会生长或生长相对较薄厚度。在对金属氧化物进行还原去除时,碳氮化钨层对互连插孔侧壁起到隔离保护作用,避免第二层间介质层被相应杂质侵入而发生化学反应,导致k值增加,最终有效保持第二层间介质层的有效k值,避免RC延迟增加,有效保持半导体器件性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体,尤其涉及半导体器件及其制作方法


技术介绍

1、随着集成电路产业的不断发展,半导体器件的尺寸越来越小,同时这也会产生电阻/电容延迟(rc delay),rc延迟会影响到器件性能。

2、在一种应用场景中,使用低介电常数k或者超低k的介质材料来降低rc延迟,该低k或者超低k介质材料常被用于互连层制作进程中的层间介质层。

3、例如,在当前层的上一层层间介质层中制作互连层,先在层间介质层中形成插孔,以露出当前层中的金属层,接着在插孔中填充互连层。但是,在制作插孔的过程中,具体通过刻蚀来制作通孔,当刻蚀至金属层时,刻蚀剂与金属层产生化学反应而产生金属氧化物,这些金属氧化物残留在金属层表面,会影响后续器件内电信号传输性能。

4、因此,在相关技术中,需要在填充互连层之前去除这些残留金属氧化物。但是,在去除该残留金属氧化物的过程中,层间介质层表面跟着发生化学反应,导致层间介质层的k值升高,增加rc延迟。

5、因此,如何解决rc延迟增长的问题,是业界普遍考虑到课题。

6、需要说明的是,上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现思路

1、针对现有技术中的问题,本专利技术的目的在于提供半导体器件及其制作方法,克服了现有技术中半导体器件rc延迟的技术问题。

2、本公开实施例提供一种半导体器件制作方法,其包括:

3、提供半导体衬底,在所述半导体衬底上形成有第一层间介质层及形成于所述第一层间介质层中的金属层;

4、在所述第一层间介质层及金属层上形成第二层间介质层;

5、在所述第二层间介质层中刻蚀互连插孔,所述互连插孔露出所述金属层,并在所述金属层的表面形成残留的金属氧化物;

6、在所述互连插孔的侧壁选择性生长碳氮化钨层;

7、基于所述碳氮化钨层作为保护,对所述金属氧化物进行还原去除;

8、在还原去除所述金属氧化物之后,在所述互连插孔内填充第一互连层。

9、在一些实施例中,所述金属层为第二互连层、或接触孔插塞,所述接触孔插塞与所述半导体衬底上的有源器件电连接。

10、在一些实施例中,所述碳氮化钨层的厚度为不小于

11、在一些实施例中,在所述互连插孔的侧壁选择性生长碳氮化钨层的过程中,使用含碳和钨的反应前驱体及氨气,反应温度为350-460℃,电功率为400-600w。

12、在一些实施例中,所述半导体器件制作方法还包括:

13、在所述互连插孔内填充第一互连层之前,在所述互连插孔的侧壁及底壁形成粘附阻挡层,所述粘附阻挡层覆盖所述金属层及所述碳氮化钨层。

14、在一些实施例中,所述粘附阻挡层为氮化钽或氮化钛。

15、在一些实施例中,所述在所述互连插孔内填充第一互连层,包括:

16、在所述粘附阻挡层表面生长籽晶层;

17、在所述互连插孔内填充金属体层,金属体层覆盖所述籽晶层并与所述籽晶层共同构成所述第一互连层。

18、在一些实施例中,所对所述金属氧化物进行还原去除,包括:

19、使用含氢等离子体对所述金属层进行轰击,以对所述金属氧化物进行还原去除。

20、本公开实施方式还提供一种半导体器件,其包括:

21、半导体衬底,在所述半导体衬底上形成有第一层间介质层及位于所述第一层间介质层中的金属层;

22、位于所述第一层间介质层及金属层上的第二层间介质层;

23、位于所述第二层间介质层中的互连插孔、位于所述互连插孔的侧壁的碳氮化钨层及填充在所述互连插孔内的第一互连层,所述碳氮化钨层位于所述互连插孔的侧壁与所述第一互连层之间,所述金属层位于所述第一互连层下方并与所述第一互连层电连接。

24、在一些实施例中,所述碳氮化钨层的厚度大于

25、本专利技术的半导体器件及其制作方法具有如下优点:

26、在本公开实施方式中,在去除金属氧化物之前,先在互连插孔侧壁的表面生长碳氮化钨,碳氮化钨层具有选择性生长特性,即导电性越强,其越不容易生长,因此其能够在互连插孔侧壁有效生长,而在金属层表面则不会生长或生长相对较薄厚度。在对金属氧化物进行还原去除时,碳氮化钨层对互连插孔侧壁起到隔离保护作用,避免第二层间介质层被相应杂质侵入而发生化学反应,导致k值增加,最终有效保持第二层间介质层的有效k值,避免rc延迟增加,有效保持半导体器件性能。

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【技术保护点】

1.一种半导体器件制作方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法,其特征在于,所述金属层为第二互连层、或接触孔插塞,所述接触孔插塞与所述半导体衬底上的有源器件电连接。

3.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法,其特征在于,所述碳氮化钨层的厚度为不小于

4.根据权利要求3所述的半导体器件制作方法,其特征在于,在所述互连插孔的侧壁选择性生长碳氮化钨层的过程中,使用含碳和钨的反应前驱体及氨气,反应温度为350-460℃,电功率为400-600W。

5.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法,其特征在于,所述半导体器件制作方法还包括:

6.根据权利要求5所述的半导体器件制作方法,其特征在于,所述粘附阻挡层为氮化钽或氮化钛。

7.根据权利要求5所述的半导体器件制作方法,其特征在于,所述在所述互连插孔内填充第一互连层,包括:

8.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法,其特征在于,所对所述金属氧化物进行还原去除,包括:

9.一种半导体器件,其特征在于,包括:

>10.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,所述碳氮化钨层的厚度大于

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【技术特征摘要】

1.一种半导体器件制作方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法,其特征在于,所述金属层为第二互连层、或接触孔插塞,所述接触孔插塞与所述半导体衬底上的有源器件电连接。

3.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法,其特征在于,所述碳氮化钨层的厚度为不小于

4.根据权利要求3所述的半导体器件制作方法,其特征在于,在所述互连插孔的侧壁选择性生长碳氮化钨层的过程中,使用含碳和钨的反应前驱体及氨气,反应温度为350-460℃,电功率为400-600w。

5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:于海龙董信国孟昭生
申请(专利权)人:上海积塔半导体有限公司
类型:发明
国别省市:

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