[發明專利]有源區金屬零層的制造方法

在審

• 申請號: 202110723734.2
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113517223A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 徐文勝;葉炅翰;蘇炳熏
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L27/11
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種有源區金屬零層的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、提供完成前段工藝的半導體襯底，在所述半導體襯底上形成有柵極結構以及在所述柵極結構的間隔區中填充有層間膜；

步驟二、光刻定義出有源區金屬零層的形成區域；

步驟三、對所述有源區金屬零層的形成區域的所述層間膜進行刻蝕形成第一中段連接槽；

步驟四、采用惰性氣體轟擊和等離子體清理進行金屬填充前預處理，利用所述金屬填充前預處理使所述第一中段連接槽尺寸擴大并最終控制所述第一中段連接槽的尺寸和形貌；

步驟五、在所述第一中段連接槽中填充金屬形成所述有源區金屬零層。

2.如權利要求1所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：步驟一中，在所述柵極結構兩側的所述半導體襯底中形成有漏區和源區，在所述漏區和所述源區的頂部都形成有所述有源區金屬零層并形成接觸。

3.如權利要求2所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：步驟五中，所述有源區金屬零層的金屬材料包括鎢。

4.如權利要求3所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：步驟五中，在形成鎢之前，還包括形成Ti層和TiN層的步驟。

5.如權利要求1所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：步驟二的光刻定義保證步驟三的刻蝕完成后所述第一中段連接槽和所述柵極結構之間不會發生短路。

6.如權利要求5所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：步驟四中，所述金屬填充前預處理會使所述第一中段連接槽的頂部開口增加，所述金屬填充前預處理要求保證所述第一中段連接槽的最終尺寸和形貌能在步驟五的金屬填充中不產生孔隙或空洞。

7.如權利要求6所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：所述金屬填充前預處理要求保證所述第一中段連接槽的底部面積增加到使所述有源區金屬零層和有源區的接觸電阻降低到要求值。

8.如權利要求1所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：步驟一中，所述半導體襯底包括硅襯底。

9.如權利要求8所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：在所述半導體襯底上還形成有鰭體。

10.如權利要求1所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：所述柵極結構由柵介質層和柵極導電材料層疊加而成。

11.如權利要求10所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：所述柵介質層包括高介電常數層，所述柵極導電材料層包括金屬柵。

12.如權利要求11所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：所述金屬柵包括金屬功函數層和金屬導電材料層。

13.如權利要求11所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：在所述柵極結構的頂部表面上也覆蓋有所述層間膜。

14.如權利要求13所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：在步驟三完成后以及進行步驟四之前，還包括：

采用光刻加刻蝕工藝在所述柵極結構的頂部形成穿過所述柵極結構頂部的所述層間膜的第二中段連接槽；

步驟四中，所述金屬填充前預處理也同時對所述第二中段連接槽進行處理；

步驟五中同時在所述第二中段連接槽中填充金屬并形成柵連接金屬零層。

15.如權利要求14所述的有源區金屬零層的制造方法，其特征在于：步驟五包括如下分步驟：

沉積金屬將所述第一中段連接槽和所述第二中段連接槽完全填充，金屬還會延伸到所述第一中段連接槽和所述第二中段連接槽外部；

進行金屬化學機械研磨工藝將所述第一中段連接槽和所述第二中段連接槽外部的金屬去除。