[發明專利]半導體結構及其形成方法

在審

• 申請號: 202011371841.5
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN113192887A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張旭凱;林耕竹;王菘豊;梁順鑫;朱家宏
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L27/088
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種形成半導體結構的方法，包括：

在設置在襯底上的鈷接觸件上沉積蝕刻停止層；

在所述蝕刻停止層上沉積電介質；

蝕刻所述電介質和所述蝕刻停止層以形成暴露所述鈷接觸件的頂面的開口；

蝕刻所述鈷接觸件的暴露的頂面，以在所述鈷接觸件中形成凹槽，所述凹槽在所述蝕刻停止層下方橫向延伸；

沉積釕金屬以填充所述凹槽和所述開口；以及

使所述釕金屬退火以在所述釕金屬和所述電介質之間形成氧化物層。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括：

平坦化所述釕金屬以共平坦化所述釕金屬和所述電介質的表面；以及

在平坦化的釕金屬上沉積金屬氧化物。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，使所述釕金屬退火包括在非氧化環境中使所述釕金屬退火。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，使所述釕金屬退火包括在氮氣(N₂)、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氫氣(H₂)、形成氣體或它們的組合中使所述釕金屬退火。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，使所述釕金屬退火包括在非氧化環境中在200℃和360℃之間的退火溫度下執行退火工藝。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，使所述釕金屬退火包括以1分鐘和10分鐘之間的持續時間執行退火工藝。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，沉積所述釕金屬包括沉積與所述鈷接觸件物理接觸的所述釕金屬。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，沉積所述釕金屬包括沉積與所述蝕刻停止層和所述電介質物理接觸的所述釕金屬。

9.一種形成半導體結構的方法，包括：

在襯底上形成導電結構，所述導電結構包括第一金屬；

在所述導電結構上形成無襯墊導電結構，所述無襯墊導電結構包括與所述第一金屬不同的第二金屬；

其中，形成所述無襯墊導電結構包括：

在所述導電結構上沉積蝕刻停止層；

在所述蝕刻停止層上沉積介電層；

執行第一蝕刻以在所述介電層和所述蝕刻停止層中形成通孔開口，所述通孔開口暴露所述第一金屬；

穿過所述通孔開口執行第二蝕刻以在所述導電結構中形成凹槽；

沉積所述第二金屬以填充所述凹槽和所述通孔開口，其中，所述第二金屬沉積為與所述第一金屬、所述蝕刻停止層和所述介電層物理接觸；以及

使所述第二金屬退火以降低所述第二金屬的電阻。

10.一種半導體結構，包括：

接觸件，包括設置在襯底上的第一金屬；

無襯墊通孔，形成在所述接觸件內，其中，所述無襯墊通孔包括：

第二金屬，與所述第一金屬物理接觸；和

第一金屬氧化物，圍繞所述第二金屬的不與所述第一金屬接觸的部分；以及

第二金屬氧化物，設置在所述第二金屬的頂面上。