[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710630144.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN109309044B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧浩
• 申請(qǐng)（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(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，方法包括：提供基底；在基底上形成第一刻蝕停止層，包括氮化鋁層、以及位于氮化鋁層上的氧化鋁層；在第一刻蝕停止層上形成第二刻蝕停止層，包括碳氧化硅層、以及位于碳氧化硅層上的碳氮化硅層。由于氧化鋁層與碳氧化硅層之間的粘附性較好，與直接在氮化鋁層上形成碳氮化硅層的方案相比，可以減小第一刻蝕停止層和第二刻蝕停止層交界面處材料之間的差異性，從而提高第一刻蝕停止層和第二刻蝕停止層之間的粘附性，進(jìn)而防止第一刻蝕停止層和第二刻蝕停止層出現(xiàn)分層甚至分離的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路制造技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)集成電路的集成度和性能的要求變得越來越高。為了提高集成度，降低成本，元器件的關(guān)鍵尺寸不斷變小，集成電路內(nèi)部的電路密度越來越大，這種發(fā)展使得晶圓表面無法提供足夠的面積來制作所需要的互連線。

為了滿足關(guān)鍵尺寸縮小過后的互連線所需，目前不同金屬層或者金屬層與襯底的導(dǎo)通是通過互連結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的推進(jìn)，互連結(jié)構(gòu)的尺寸也變得越來越??；相應(yīng)的，形成互連結(jié)構(gòu)的工藝難度也越來越大，而互連結(jié)構(gòu)的形成質(zhì)量對(duì)后端(Back End OfLine，BEOL)電路的性能影響很大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響半導(dǎo)體器件的正常工作。

但是，互連結(jié)構(gòu)的性能有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，提高互連結(jié)構(gòu)的性能。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：提供基底；在所述基底上形成第一刻蝕停止層，所述第一刻蝕停止層包括氮化鋁層、以及位于所述氮化鋁層上的氧化鋁層；在所述第一刻蝕停止層上形成第二刻蝕停止層，所述第二刻蝕停止層包括碳氧化硅層、以及位于所述碳氧化硅層上的碳氮化硅層。

可選的，形成所述第一刻蝕停止層的工藝為原子層沉積工藝。

可選的，所述第一刻蝕停止層還包括：位于所述氮化鋁層和所述氧化鋁層之間的氮氧化鋁層。

可選的，在同一原子層沉積工藝中依次形成所述氮化鋁層、氮氧化鋁層和氧化鋁層。

可選的，所述原子層沉積工藝所采用的前驅(qū)體包括三甲基鋁、含氮前驅(qū)體和含氧前驅(qū)體；所述原子層沉積工藝分為第一階段、第二階段和第三階段，其中，所述第一階段中所述含氮前驅(qū)體的氣體流量為第一流量、所述含氧前驅(qū)體的氣體流量為零，所述第二階段中所述含氮前驅(qū)體的氣體流量由所述第一流量遞減至零、所述含氧前驅(qū)體的氣體流量由零遞增至第二流量，所述第三階段中所述含氮前驅(qū)體的氣體流量為零、所述含氧前驅(qū)體的氣體流量為所述第二流量。

可選的，所述含氮前驅(qū)體的氣體流量隨所述第二階段的沉積次數(shù)線性遞減，所述含氧前驅(qū)體的氣體流量隨所述第二階段的沉積次數(shù)線性遞增。

可選的，所述原子層沉積工藝的參數(shù)包括：所述含氮前驅(qū)體包括NH₃和N₂，所述含氧前驅(qū)體為H₂O，所述三甲基鋁的氣體流量為50sccm至150sccm，所述第一流量為3000sccm至6000sccm，所述第二流量為1000sccm至3000sccm，工藝溫度為300攝氏度至400攝氏度，工藝壓強(qiáng)為3托至8托，功率為5瓦至150瓦。

可選的，形成所述第二刻蝕停止層的工藝為化學(xué)氣相沉積工藝。

可選的，所述第二刻蝕停止層還包括：位于所述碳氧化硅層和所述碳氮化硅層之間的摻氮碳氧化硅層。

可選的，在同一化學(xué)氣相沉積工藝中依次形成所述碳氧化硅層、摻氮碳氧化硅層和碳氮化硅層。