[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體器件的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110200698.8
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN102891101A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;顧珊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，具體而言涉及一種改善柵氧化層漏電現(xiàn)象的方法。

背景技術(shù)

隨著IC制造集成度的不斷提高，MOS器件的柵氧化層變得越來越薄。雖然工作電壓得以降低，但是器件的日益微型化以及性能的不斷提高使得施加于柵氧化層的電場強(qiáng)度更高。電場強(qiáng)度越高，柵氧化層漏電現(xiàn)象越嚴(yán)重，發(fā)生經(jīng)時(shí)介電擊穿（TDDB）的時(shí)間越短，因此，對柵氧化層可靠性的要求越來越高。

影響柵氧化層可靠性的因素很多，例如柵氧化層本身構(gòu)成材料的性能、形成柵氧化層的方法、后續(xù)工藝對柵氧化層的影響（例如應(yīng)力影響）等。例如，實(shí)施銅金屬互連工藝的過程中需要形成阻止銅金屬擴(kuò)散的阻擋層，用于阻止下層銅金屬向上層介電層以及上層銅金屬向下層介電層的擴(kuò)散，通常采用氮化硅作為所述銅金屬擴(kuò)散阻擋層的材料，形成氮化硅通常通過硅烷（SiH₄）與氨氣（NH₃）發(fā)生反應(yīng)來制備。這種方法制備的氮化硅中存在大量的硅氫鍵（Si-H），其中的氫在電場的作用下可以通過銅金屬擴(kuò)散到柵氧化層中，誘導(dǎo)柵氧化層產(chǎn)生缺陷，進(jìn)而影響柵氧化層的可靠性。如果通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）使三甲基硅烷（3MS）或四甲基硅烷（4MS）與氨氣（NH₃）發(fā)生反應(yīng)來制備所述銅金屬擴(kuò)散阻擋層，仍然存在所述氫影響柵氧化層可靠性的問題。

因此，需要提出一種方法以解決上述提及的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有柵極結(jié)構(gòu)，且在所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)形成有源/漏區(qū)；在所述半導(dǎo)體襯底上形成介電層，且在所述介電層中形成銅金屬互連線；在所述介電層以及銅金屬互連線上形成銅擴(kuò)散阻擋層，形成所述銅擴(kuò)散阻擋層的前體材料包括乙炔，所述乙炔可以將氫固定于所述銅擴(kuò)散阻擋層中。

優(yōu)選地，采用化學(xué)氣相沉積工藝形成所述銅擴(kuò)散阻擋層。

優(yōu)選地，形成所述銅擴(kuò)散阻擋層的前體材料還包括三甲基硅烷和氨氣。

優(yōu)選地，乙炔的流量為50-600sccm。

優(yōu)選地，三甲基硅烷的流量為100-1000sccm。

優(yōu)選地，氨氣的流量為100-2000sccm。

優(yōu)選地，采用氦氣作為所述化學(xué)氣相沉積的載氣。

優(yōu)選地，氦氣的流量為500-5000sccm。

優(yōu)選地，所述化學(xué)氣相沉積過程是在壓力1-7Torr，功率50-300W的條件下進(jìn)行的。

優(yōu)選地，所述化學(xué)氣相沉積的時(shí)間為10-100s。

優(yōu)選地，所述柵極結(jié)構(gòu)包括依次層疊的柵極介電層、柵極材料層和柵極硬掩蔽層。

優(yōu)選地，所述柵極介電層為柵氧化層。

優(yōu)選地，所述介電層為具有低介電常數(shù)的材料層。

根據(jù)本發(fā)明，可以有效避免氫通過銅金屬擴(kuò)散進(jìn)入柵氧化層，誘導(dǎo)柵氧化層產(chǎn)生漏電，提高柵氧化層的可靠性。?

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。

附圖中：

圖1A-圖1C為本發(fā)明提出的改善柵氧化層漏電現(xiàn)象的方法的各步驟的示意性剖面圖；

圖2為本發(fā)明提出的改善柵氧化層漏電現(xiàn)象的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明如何改善柵氧化層的漏電現(xiàn)象。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。

下面，參照圖1A-圖1C和圖2來描述本發(fā)明提出的改善柵氧化層漏電現(xiàn)象的方法的詳細(xì)步驟。

參照圖1A-圖1C，其中示出了本發(fā)明提出的改善柵氧化層漏電現(xiàn)象的方法的各步驟的示意性剖面圖。