[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710223496.2
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN108695238B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海洋;張城龍;蔣鑫
• 申請（專利權(quán)）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;H01L23/522;H01L23/532
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

1.一種半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底和位于基底上的介質(zhì)層，所述基底內(nèi)具有底層金屬層；

在所述介質(zhì)層中形成貫穿介質(zhì)層的互聯(lián)層開口，所述互聯(lián)層開口暴露出底層金屬層，所述互聯(lián)層開口包括接觸孔和位于接觸孔上的溝槽；

在所述溝槽和所述接觸孔的內(nèi)壁、以及介質(zhì)層上形成阻擋種子結(jié)構(gòu)；所述阻擋種子結(jié)構(gòu)作為催化基質(zhì)層生長的種子層；

在所述溝槽和所述接觸孔的內(nèi)壁、以及介質(zhì)層上形成的所述阻擋種子結(jié)構(gòu)表面，形成催化基質(zhì)層；所述催化基質(zhì)層的材料包括銅；

在所述催化基質(zhì)層表面形成催化劑層；

在所述催化劑層表面形成第一導(dǎo)電材料層，并僅去除介質(zhì)層上的催化劑層、催化基質(zhì)層和阻擋種子結(jié)構(gòu)，以及去除溝槽中的第一導(dǎo)電材料層，保留溝槽中的阻擋種子結(jié)構(gòu)及催化基質(zhì)層，形成第一導(dǎo)電層，自底層金屬層至第一導(dǎo)電層頂部表面的方向上，第一導(dǎo)電層的材料具有第一電導(dǎo)率；

形成第一導(dǎo)電層后，在所述溝槽中形成第二導(dǎo)電層，在平行于基底頂部表面的方向上，第二導(dǎo)電層的材料具有第二電導(dǎo)率，第一電導(dǎo)率大于第二電導(dǎo)率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電層的材料為碳納米管，所述碳納米管的延伸方向平行于自底層金屬層至第一導(dǎo)電層頂部表面的方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，形成所述第一導(dǎo)電材料層的工藝為催化化學(xué)氣相沉積法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述催化劑層的材料為鈷納米粒子、鐵納米粒子或鎳納米粒子。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，形成所述催化基質(zhì)層的方法包括：在所述溝槽和所述接觸孔的內(nèi)壁、以及介質(zhì)層上形成初始催化基質(zhì)層；對所述初始催化基質(zhì)層進行退火處理，使初始催化基質(zhì)層形成催化基質(zhì)層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述初始催化基質(zhì)層的材料為Cu₃N。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，形成所述初始催化基質(zhì)層的工藝包括原子層沉積工藝。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述阻擋種子結(jié)構(gòu)包括位于所述溝槽和接觸孔的內(nèi)壁的第一阻擋種子層、以及位于第一阻擋種子層表面的第二阻擋種子層，第二阻擋種子層位于第一阻擋種子層和催化基質(zhì)層之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第一阻擋種子層的材料為鉭；所述第二阻擋種子層的材料為氮化鉭；或者，所述第一阻擋種子層的材料為鈦，所述第二阻擋種子層的材料為氮化鈦。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，去除所述介質(zhì)層上的第一導(dǎo)電材料層的工藝為平坦化工藝；去除所述溝槽中的第一導(dǎo)電材料層的工藝為刻蝕工藝。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述刻蝕工藝為干法刻蝕工藝；所述干法刻蝕工藝采用的氣體包括O₂、CO₂、CO和SO₂中的一種或幾種的組合。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件的形成方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電層的材料包括金屬。