[發(fā)明專利]半導體器件及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810519441.0
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN110534642B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 王士京;徐柯;何其暘;張海洋
• 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: H10N70/20
• 分類號: H10N70/20;H10B63/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛異榮;吳敏

1.一種半導體器件的形成方法，其特征在于，包括：

提供基底，所述基底上具有介質層，介質層中具有第一凹槽，第一凹槽包括第一槽區(qū)和位于第一槽區(qū)上的第二槽區(qū)；

在所述第一槽區(qū)的側部和底部、第二槽區(qū)的側壁以及介質層上形成阻擋材料層；

在第一槽區(qū)中以及介質層上形成位于阻擋材料層表面的下電極材料層，且所述下電極材料層暴露出第二槽區(qū)側壁的阻擋材料層；

去除介質層上的下電極材料層和阻擋材料層，且使第一槽區(qū)中的下電極材料層形成下電極層；

形成所述下電極層后，對第二槽區(qū)側壁的阻擋材料層進行原位脫溶表面處理；

進行所述原位脫溶表面處理后，采用第一濕刻工藝去除第二槽區(qū)側壁的阻擋材料層，且使第一槽區(qū)側壁和底部的阻擋材料層形成阻擋層；

進行所述第一濕刻工藝后，在所述第二槽區(qū)中形成導電覆蓋層，所述導電覆蓋層位于所述阻擋層和下電極層的頂部表面，所述導電覆蓋層的材料和所述阻擋層的材料不同；

所述阻擋材料層的材料中包含金屬離子和非金屬離子；對于第二槽區(qū)側壁的阻擋材料層，所述原位脫溶表面處理去除了阻擋材料層表面的非金屬離子，且使阻擋材料層表面的金屬離子裸露出來。

2.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述阻擋材料層的材料為氮化鉭或者氮化鋁；當所述阻擋材料層的材料為氮化鉭時，對于第二槽區(qū)側壁的阻擋材料層，所述原位脫溶表面處理去除了阻擋材料層表面的氮離子，且使阻擋材料層表面的鉭離子裸露；當所述阻擋材料層的材料為氮化鋁時，對于第二槽區(qū)側壁的阻擋材料層，所述原位脫溶表面處理去除了阻擋材料層表面的氮離子，且使阻擋材料層表面的鋁離子裸露。

3.根據(jù)權利要求2所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述原位脫溶表面處理為干刻工藝，所述原位脫溶表面處理的參數(shù)包括：采用的氣體包括H₂，所述H₂的流量為10sccm～400sccm，溫度為20攝氏度～400攝氏度，源射頻功率為10瓦～1000瓦，偏置功率為0瓦，腔室壓強為1mtorr～100mtorr。

4.根據(jù)權利要求3所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述原位脫溶表面處理的參數(shù)還包括：采用的氣體還包括Ar，所述Ar與所述H₂的摩爾數(shù)之比為0.1～0.9。

5.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述阻擋材料層的材料為氮化鉭或者氮化鋁；所述第一濕刻工藝的參數(shù)包括：采用的刻蝕溶液為包含氫氟酸和過氧化氫的溶液，氫氟酸和過氧化氫的總質量百分比濃度為1％～70％。

6.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述下電極材料層的材料為氮化鈦；所述導電覆蓋層的材料為氮化鈦或鎢。

7.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，去除介質層上的下電極材料層和阻擋材料層的方法為化學機械研磨工藝。

8.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，所述導電覆蓋層的厚度為10埃～150埃。

9.根據(jù)權利要求1所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，在所述第二槽區(qū)的底部形成所述導電覆蓋層；所述半導體器件的形成方法還包括：去除高于導電覆蓋層頂部表面的介質層；去除高于導電覆蓋層頂部表面的介質層后，在所述介質層和導電覆蓋層的表面形成變阻層；在所述變阻層上形成上電極層。

10.根據(jù)權利要求9所述的半導體器件的形成方法，其特征在于，形成所述導電覆蓋層的方法包括：在所述第二槽區(qū)的側壁和底部、以及介質層上形成導電覆蓋材料層；去除介質層上的導電覆蓋材料層；去除介質層上的導電覆蓋材料層后，去除第二槽區(qū)側壁的導電覆蓋材料層，形成所述導電覆蓋層。