[發明專利]一種金屬鎢的沉積方法以及金屬鎢的沉積結構

有效

• 申請號: 201910945179.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110714189B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 熊少游;程磊;詹侃;周烽;左明光
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: C23C16/14
• 分類號: C23C16/14;C23C16/56;H01L21/768;H01L23/532
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 李梅香;張穎玲

本發明實施例公開了一種金屬鎢的沉積方法，所述方法包括：形成鎢形核層；基于所述鎢形核層沉積第一鎢生長層；對所述第一鎢生長層執行退火工藝；在退火后的所述第一鎢生長層上沉積第二鎢生長層。本發明實施例還公開了一種基于所述沉積方法形成的金屬鎢的沉積結構。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種金屬鎢的沉積方法以及金屬鎢的沉積結構。

背景技術

在半導體器件制造工藝中，金屬鎢(W)作為導線和接觸通孔的填充材料具有廣泛的應用意義。如在動態隨機存儲存儲器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)和三維NAND閃存(3D NAND flash)器件等存儲器件的制備工藝中，金屬鎢材料被廣泛應用于銅制程之后的互聯結構中。

在現有工藝中，為了實現良好的填充性能，一般采用低溫環境的化學氣相沉積的生長方式形成金屬鎢。但是在低溫條件下，形成的金屬鎢通常會晶粒較小，電阻率和應力較高；沉積過程中用到的反應氣體六氟化鎢(WF₆)在鎢生長時，其中的氟元素很容易積聚在金屬鎢晶粒的晶界且無法逃逸出去，氟含量高，沉積的鎢層純度差。因此，如何改善金屬鎢的沉積效果，改善半導體器件的電性能，提高半導體器件的良率，是本領域目前亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種金屬鎢的沉積方法以及金屬鎢的沉積結構。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供了一種金屬鎢的沉積方法，所述方法包括：

形成鎢形核層；

基于所述鎢形核層沉積第一鎢生長層；

對所述第一鎢生長層執行退火工藝；

在退火后的所述第一鎢生長層上沉積第二鎢生長層。

上述方案中，所述第一鎢生長層在第一溫度下沉積形成，所述第二鎢生長層在第二溫度下沉積形成，所述第二溫度高于所述第一溫度。

上述方案中，所述執行退火工藝在第二溫度下進行。

上述方案中，所述第二溫度在420℃以上。

上述方案中，所述執行退火工藝在氫氣氣氛下進行。

上述方案中，在沉積所述第二鎢生長層后，所述方法還包括：

對所述第二鎢生長層執行退火工藝；

在退火后的所述第二鎢生長層上沉積第三鎢生長層。

上述方案中，所述第三鎢生長層與所述第二鎢生長層在相同的溫度下沉積形成。

上述方案中，所述金屬鎢的沉積方法在一化學氣相沉積裝置內的多個沉積位置上執行，所述多個沉積位置分布在所述裝置內的多個不同空間位置上，所述裝置在所述多個沉積位置上能夠分別獨立執行化學氣相沉積工藝；所述退火工藝與所述沉積第二鎢生長層在所述裝置的同一沉積位置上執行。

上述方案中，所述沉積第一鎢生長層的部分過程與所述形成鎢形核層在所述裝置的同一沉積位置上執行。

上述方案中，在所述金屬鎢的沉積方法中采用的反應氣體包括：六氟化鎢。

本發明實施例還提供了一種金屬鎢的沉積結構，所述金屬鎢的沉積結構通過上述方案中任意一項所述的方法沉積形成。