[實(shí)用新型]半導(dǎo)體裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821515216.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208781829U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/768
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 上海盈盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體裝置，包括接觸窗，接觸窗由設(shè)置在接觸窗底部的硅襯底、設(shè)置在接觸窗兩側(cè)的介電層、在接觸窗底部且在硅襯底上沉積的硅化金屬層及在介電層表面沉積形成的阻擋層構(gòu)成，在一沉積室中，于硅化金屬層表面通入氨氣，對(duì)硅化金屬層表面自然氧化形成的氧化硅層進(jìn)行還原，然后于硅化金屬層表面及介電層表面沉積形成一層阻擋層。本實(shí)用新型產(chǎn)品降低了接觸窗的接觸電阻，大幅度提高了產(chǎn)品良率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體的金屬化工藝中，由于集成度不斷提高，故需形成多重金屬內(nèi)聯(lián)機(jī)結(jié)構(gòu)，其中各金屬層間是通過(guò)絕緣層加以隔離，之后再通過(guò)導(dǎo)電插塞連接不同的金屬層。

導(dǎo)電插塞的材料以金屬鎢最為常見(jiàn)，普通鎢插塞是由化學(xué)氣相沉積將金屬鎢選擇性填入接觸窗或介層窗開(kāi)口中，其所使用的反應(yīng)氣體為WF6與H2。具體形成過(guò)程為：在接觸窗中先沉積一層金屬層，再將金屬層轉(zhuǎn)化為硅化金屬層以降低接觸電阻，為了增強(qiáng)沉積的金屬鎢與開(kāi)口兩側(cè)的絕緣層和底下金屬層間的附著能力，通常會(huì)在沉積之前，先制作一層阻擋層，接著再把金屬鎢沉積上去。氮化鈦薄膜是目前工業(yè)研究和應(yīng)用最為廣泛的薄膜材料之一，它熔點(diǎn)高，熱穩(wěn)定和抗蝕性好，并以其較高的硬度和低的電阻率，受到人們?nèi)找鎻V泛的關(guān)注。早期的氮化鈦薄膜研究工作主要集中在外觀色澤、硬度和耐高溫、耐腐蝕特性等方面。但氮化鈦薄膜作為金屬層Cu或Al的擴(kuò)散阻擋層在半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用受到日益重視。氮化鈦?zhàn)鳛樽钃鯇映俗尳饘冁u能更容易地附著外，還能保護(hù)底下的組件區(qū)域，以免其電性及可靠度因WF6的化學(xué)攻擊而破壞。

為了形成上述阻擋層，可以采用階梯覆蓋良好的CVD(化學(xué)蒸鍍)法。具體地說(shuō)，例如在接觸孔內(nèi)僅形成TiN薄膜作為阻擋層的情況下，向Si基板上供給四氯化鈦(TiCl4)氣體和氮?dú)?N2)等；也可以采用離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)法等，在包括接觸孔內(nèi)的硅基板的整個(gè)表面上形成氮化鈦薄膜；還可以采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(公告號(hào)：CN101556926A)公開(kāi)了一種在半導(dǎo)體基底上形成氮化鈦層的方法，包括以下步驟：提供一半導(dǎo)體基底；對(duì)所述半導(dǎo)體基底進(jìn)行預(yù)加熱；將所述半導(dǎo)體基底移入反應(yīng)腔，在所述半導(dǎo)體基底上淀積氮化鈦層。該方法在沒(méi)有增加制造成本和制程難度的前提下，利用反應(yīng)腔對(duì)半導(dǎo)體基底進(jìn)行預(yù)加熱，該方法無(wú)法清除在氮化鈦沉積前的結(jié)構(gòu)形成的氧化物，增大接觸阻值，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致短路。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利(公告號(hào)：CN105551954A)公開(kāi)了一種沉積氮化鈦薄膜的方法，首先在真空反應(yīng)腔體中，只通入少量四氯化鈦氣體，在一定高溫和等離子的共同作用下，將四氯化鈦分解成氯離子，氯離子在輔助氣體的作用下，清除半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面的氧化物，反應(yīng)副產(chǎn)物依靠氣泵的作用下抽出反應(yīng)腔體；而后，繼續(xù)通入四氯化鈦氣體和氨氣，在高溫和等離子體的共同作用下，反應(yīng)生成所需要氮化鈦薄膜。即采用原位的方法，以低成本的優(yōu)點(diǎn)來(lái)完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)表面的氧化物清除和氮化鈦薄膜的沉積，最終實(shí)現(xiàn)晶圓制造成本的降低，且該方法簡(jiǎn)單易行，操作可控性強(qiáng)，該方法操作繁瑣，且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重不適合大規(guī)模推廣。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在阻擋層沉積過(guò)程中已有效去除自然氧化物，降低接觸電阻的半導(dǎo)體裝置。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采取的具體的技術(shù)方案為：

一種半導(dǎo)體裝置，包括接觸窗，所述接觸窗由設(shè)置在所述接觸窗底部的硅襯底、設(shè)置在所述接觸窗兩側(cè)的介電層、在所述接觸窗底部且在所述硅襯底上沉積的硅化金屬層及在所述介電層表面沉積形成的阻擋層構(gòu)成，所述接觸窗通過(guò)以下步驟以達(dá)成，在一沉積室中，于所述硅化金屬層表面通入氨氣，對(duì)所述硅化金屬層表面自然氧化形成的氧化硅層進(jìn)行還原，然后于所述硅化金屬層表面及所述介電層表面沉積形成一層阻擋層。

作為本實(shí)用新型改進(jìn)的技術(shù)方案，所述硅化金屬層的材料包括硅化鈷、硅化鎳及硅化鈦中的一種或一種以上。