[發明專利]半導體器件及其形成方法

在審

• 申請號: 201510740015.6
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN106653679A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 沈憶華;余云初;傅豐華;潘見
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,吳敏

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種半導體器件及其形成方法。

背景技術

金屬互連結構是半導體器件中不可或缺的結構，用于實現有源區與有源區之間的互連、晶體管和晶體管之間的互連、或者不同層金屬線之間的互連，完成信號的傳輸和控制。因此，在半導體制造過程中，金屬互連結構的形成對半導體器件的性能以及半導體制造成本有著很大的影響。為了增加器件的密度，在集成電路中的半導體器件的尺寸已經被不斷減小，為了實現各個半導體器件的電連接，通常需要多層互連結構。

一般的，在半導體器件制造過程的后端互連工藝中，第一層金屬層(M1)需要與下層的有源器件結構(包含源漏區域和柵極結構區域)之間形成電學連接。因此，在形成第一層金屬層之前，通常需要預先形成半導體器件的局部互連結構(Local Interconnect)。所述局部互連結構包含：與下層的源漏區電連接的第零層金屬層(M0)、以及與柵極結構區域之間電連接的第零層柵金屬層(M0G)。

然而，現有技術中形成的半導體器件的性能有待進一步提高。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體器件及其形成方法，提高形成的半導體器件的電學性能。

為解決上述問題，本發明提供一種半導體器件的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面形成有柵極結構，所述柵極結構兩側分別具有一個互連區，所述互連區的基底內分別形成有位于柵極結構兩側的源區和漏區，其中，每一互連區橫跨若干個源區或若干個漏區；在所述基底表面和柵極結構表面形成第一介質層；刻蝕位于互連區上方的第一介質層，直至暴露出源區表面 或漏區表面，在所述互連區上方形成通孔，且每一通孔橫跨一互連區內的全部源區或全部漏區；形成填充滿所述通孔的互連層；在所述互連層頂部表面形成第零層導電層。

可選的，所述第零層導電層位于互連層部分頂部表面。

可選的，所述第零層導電層還位于第一介質層部分頂部表面。

可選的，所述第一介質層頂部與柵極結構頂部齊平或低于柵極結構頂部。

可選的，形成所述通孔的工藝步驟包括：在所述第一介質層表面形成具有第一開口的第一圖形層，所述第一開口位于互連區上方，且橫跨每一互連區內的全部源區或全部漏區；以所述第一圖形層為掩膜，沿所述第一開口刻蝕位于互連區上方的第一介質層，形成所述通孔；去除所述第一圖形層。

可選的，形成所述第一圖形層的工藝步驟包括：在所述第一介質層表面形成第一掩膜層；在所述第一掩膜層表面形成第二掩膜層，且所述第一掩膜層和第二掩膜層的材料不同；在所述第二掩膜層表面形成第一光刻膠層，所述第一光刻膠層投影于柵極結構頂部表面的圖形至少覆蓋相鄰互連區之間的柵極結構整個頂部表面，相鄰第一光刻膠層之間的區域投影于基底表面的圖形為第一投影圖形，所述第一投影圖形覆蓋互連區以及與所述互連區相鄰的隔離層；以所述第一光刻膠層為掩膜，刻蝕所述第二掩膜層直至暴露出第一掩膜層表面；去除所述第一光刻膠層；在刻蝕后第二掩膜層表面以及暴露出的第一掩膜層表面形成第二光刻膠層，所述第二光刻膠層投影于基底表面的圖形為第二投影圖形，第二投影圖形對應位于第一投影圖形內，且所述第二投影圖形覆蓋隔離層；以所述第二光刻膠層為掩膜，刻蝕所述暴露出的第一掩膜層直至暴露出第一介質層表面，在所述第一掩膜層內形成第一開口，所述刻蝕后的第一掩膜層作為第一圖形層；去除所述第二光刻膠層。

可選的，形成所述第零層導電層的工藝步驟包括：在所述互連層頂部表面、以及第一介質層頂部表面形成導電膜；圖形化所述導電膜，形成所述第零層導電層。

可選的，形成所述第零層導電層的工藝步驟包括：在所述互連層頂部表面以及第一介質層頂部表面形成第二介質層；在所述第二介質層頂部表面形 成具有第二開口的第二圖形層，所述第二開口底部暴露出互連層部分頂部表面；以所述第二圖形層為掩膜，沿第二開口刻蝕所述第二介質層，直至暴露出互連層頂部表面，在所述第二介質層內形成溝槽；形成填充滿所述溝槽的第零層導電層；去除所述第二圖形層。

可選的，所述互連層的材料為銅、鋁、鎢、金、銀或鈦中的一種或多種；所述第零層導電層的材料為銅、鋁、鎢、金、銀或鈦中的一種或多種。

可選的，每一柵極結構兩側分別形成有多個源區或多個漏區，每一互連區橫跨所述多個源區或多個漏區。