[發明專利]一種半導體器件及其制造方法、電子裝置

有效

• 申請號: 201410625184.0
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN105633009B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 高娜;陳育浩
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

本發明提供一種半導體器件及其制造方法、電子裝置，所述方法包括：提供半導體襯底，在其上形成多層金屬布線；依次沉積第一材料層和第二材料層，覆蓋多層金屬布線中的最上層的金屬布線；對第一材料層和第二材料層的裸露表面實施疏水處理，使其具有疏水性；依次沉積第三材料層和第四材料層，覆蓋第二材料層，自下而上層疊的第一材料層、第二材料層、第三材料層和第四材料層構成金屬間絕緣層；沉積擴散阻擋層，覆蓋第四材料層；形成電連接多層金屬布線中的最上層的金屬布線的頂層金屬布線；沉積鈍化層，覆蓋頂層金屬布線和露出的擴散阻擋層。根據本發明，可以阻止所述金屬間絕緣層中的氟的擴散以及氟與外界水汽的接觸，避免上述現象造成的器件缺陷。

技術領域

本發明涉及半導體制造工藝，具體而言涉及一種半導體器件及其制造方法、電子裝置。

背景技術

半導體器件的制程分為前段和后段，實施前段制程之后，如圖1所示，在半導體襯底100上形成有前端器件，為了簡化，圖例中未予示出。所述前端器件是指實施半導體器件的后段制程之前形成的器件，在此并不對前端器件的具體結構進行限定。所述前端器件包括柵極結構，作為一個示例，柵極結構包括自下而上依次層疊的柵極介電層和柵極材料層；在柵極結構的兩側形成有側壁結構，在側壁結構兩側的半導體襯底100中形成有源/漏區，在源/漏區之間是溝道區；在柵極結構的頂部以及源/漏區上形成有自對準硅化物；形成層間絕緣層，并在層間絕緣層中形成接觸孔以露出自對準硅化物；在接觸孔中形成接觸塞；形成底部連接接觸塞的第一層金屬布線；形成金屬間絕緣層，以覆蓋第一層金屬布線。實施后段制程之后，如圖1所示，在半導體襯底100上形成有多層金屬布線，為了簡化，圖例中僅示出頂層金屬布線107和最接近頂層金屬布線107的另一金屬布線105，為防止頂層金屬布線107和另一金屬布線105中的金屬的擴散，在頂層金屬布線107和另一金屬布線105的底部和頂部分別形成有第一阻擋層108和第二阻擋層106；另一金屬布線105形成于另一金屬間絕緣層中，在另一金屬間絕緣層中還形成于電連接頂層金屬布線107和另一金屬布線105的金屬互連線109，為防止金屬互連線109中的金屬的擴散，在金屬互連線109的底部和側壁形成有第三阻擋層110；在另一金屬間絕緣層上形成有鈍化層111，覆蓋頂層金屬布線107。

如圖1所示，另一金屬間絕緣層包括自下而上層疊的第一材料層101、第二材料層102、第三材料層103和第四材料層104，其中，第一材料層101的材料為采用高密度等離子體沉積工藝形成的摻氟硅玻璃，第二材料層102的材料為采用等離子體增強沉積工藝形成的摻氟硅玻璃，第三材料層103的材料為氧化物，第四材料層104的材料為氮氧化硅。在二氧化硅中摻氟形成摻氟硅玻璃就是通過降低材料自身的極性來降低材料的介電常數，并且氟含量越大，摻氟硅玻璃的間隙填充和階梯覆蓋的能力越強。但是，氟的引入容易造成兩種缺陷：一是氟與進入摻氟硅玻璃的水汽接觸發生反應形成氫氟酸，對另一金屬布線105和頂層金屬布線107中的金屬材料造成腐蝕；二是摻氟硅玻璃中的自由氟很容易通過第三材料層103和第四材料層104進入鈍化層111中，在鈍化層111中沒有物質可以與氟發生化學反應，多余的氟會聚集在一起形成圓狀氣泡缺陷。上述兩種缺陷均會造成半導體器件的失效。

因此，需要提出一種方法，以解決上述問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種半導體器件的制造方法，包括：提供半導體襯底，在所述半導體襯底上形成多層金屬布線；依次沉積第一材料層和第二材料層，覆蓋所述多層金屬布線中的最上層的金屬布線；對所述第一材料層和所述第二材料層的裸露表面實施疏水處理，使所述表面具有疏水性；依次沉積第三材料層和第四材料層，覆蓋所述第二材料層；沉積擴散阻擋層，覆蓋所述第四材料層。

在一個示例中，實施所述疏水處理的工藝步驟包括：將所述半導體襯底浸入有機溶劑中，所述有機溶劑選用六甲基二硅氧烷；在氮氣氛圍下對經過所述有機溶劑浸泡的半導體襯底進行加熱處理，使殘留的所述有機溶劑充分揮發。

在一個示例中，所述擴散阻擋層的材料為氮化硅，沉積所述氮化硅的源氣體為二氯硅烷和氨氣。