半导体装置结构的形成方法制造方法及图纸

提供半导体装置结构的形成方法，此方法包含形成介电结构于晶体管上，形成第一凹陷于介电结构中，以及形成第一阻障层于第一凹陷的第一内壁上。第一阻障层具有第一开口位于介电结构的第一部分之上，且靠近第一凹陷的第一底表面的第一阻障层比靠近介电结构的顶表面的第一阻障层厚。此方法还包含经由第一开口移除第一部分，以形成第二凹陷于介电结构中，以及形成第二阻障层于第二凹陷的第二内壁上，第二阻障层具有第二开口于第二凹陷中。此方法也包含形成接点层于第一开口和第二开口中。

Formation Method of Semiconductor Device Structure

A method for forming a semiconductor device structure is provided, which includes forming a dielectric structure on a transistor, forming a first depression in a dielectric structure, and forming a first barrier layer on the first inner wall of the first depression. The first barrier layer has a first opening above the first part of the dielectric structure, and the first barrier layer near the first bottom surface of the first depression is thicker than the first barrier layer near the top surface of the dielectric structure. The method also includes removing the first part through the first opening to form a second depression in the dielectric structure, and forming a second barrier layer on the second inner wall of the second depression, the second barrier layer having a second opening in the second depression. The method also includes forming a contact layer in the first opening and the second opening.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置结构的形成方法
本专利技术实施例涉及半导体制造技术，且特别有关于具有阻障层的半导体装置结构及其形成方法。
技术介绍
半导体集成电路工业已经历快速的成长，在集成电路的材料和设计上的技术进展产生多个集成电路世代，每一个世代比先前的世代具有更小且更复杂的电路。然而，这些进展已经增加在集成电路的工艺和制造上的复杂度。在集成电路发展的过程中，随着几何尺寸(亦即利用制造过程可以产生的最小元件或线)缩减的同时，功能密度(亦即每一个芯片面积内互相连接的装置数量)通常也在增加。这种尺寸缩减的工艺通常通过增加生产效率和降低伴随之成本而提供好处。然而，由于半导体装置的部件尺寸(例如接点结构的直径)持续缩减，其制造的工艺也持续变得更难以进行。因此，形成尺寸越来越小且可靠的半导体装置是一种挑战。
技术实现思路
根据一些实施例，提供半导体装置结构的形成方法。此方法包含形成介电结构于晶体管上，以及形成第一凹陷于介电结构中。此方法还包含形成第一阻障层于第一凹陷的第一内壁上，第一阻障层具有第一开口在介电结构的第一部分上，且靠近第一凹陷的第一底表面的第一阻障层比靠近介电结构的顶表面的第一阻障层厚。此方法也包含经由第一开口移除第一部分，以形成第二凹陷于介电结构中，以及形成第二阻障层于第二凹陷的第二内壁上，第二阻障层具有第二开口在第二凹陷中。此方法还包含形成接点层在第一开口和第二开口中，接点层、第一阻障层和第二阻障层一起形成接点结构，且接点结构位于晶体管上方并电性连接至晶体管。根据一些实施例，提供半导体装置结构的形成方法。此方法包含形成介电结构于晶体管上，以及形成第一凹陷于介电结构中。此方法也包含形成第一阻障层于第一凹陷的第一内壁上，第一阻障层具有第一开口，第一阻障层由第一含金属材料制成，且第一阻障层的厚度沿着从介电结构的顶表面到第一凹陷的底表面的方向增加。此方法还包含移除介电结构在第一开口底下的部分，以形成第二凹陷于介电结构中且在第一凹陷下方。此方法还包含形成第二阻障层于第一阻障层上和第二凹陷的第二内壁上，第二阻障层具有第二开口在第一凹陷和第二凹陷中，且第二阻障层由第二含金属材料制成。此方法还包含形成接点层在第二开口中，接点层、第一阻障层和第二阻障层一起形成接点结构，且接点结构位于晶体管上方并电性连接至晶体管。根据一些实施例，提供半导体装置结构。此半导体装置结构包含晶体管在基底上，以及介电结构在基底之上且覆盖晶体管。此半导体装置结构还包含接点结构穿过介电结构且电性连接至晶体管。此接点结构包含接点层、第一阻障层和第二阻障层，第一阻障层围绕接点层，第二阻障层围绕第一阻障层的第一上部，第一阻障层的第一下方部分直接接触介电结构，且靠近晶体管的第二阻障层比靠近介电结构的顶表面的第二阻障层厚。附图说明为了让本专利技术实施例能更容易理解，以下配合附图作详细说明。应该注意，根据工业上的标准范例，各个部件(feature)未必按照比例绘制。实际上，为了让讨论清晰易懂，各个部件的尺寸可以被任意放大或缩小。图1A-1B为根据本专利技术的一些实施例，形成半导体装置结构的制造过程的各个阶段的剖面示意图。图1B-1为根据本专利技术的一些实施例，图1B的半导体装置结构的上视图。图2A-2O为根据本专利技术的一些实施例，形成半导体装置结构的制造过程的各个阶段的剖面示意图。图2O-1为根据本专利技术的一些实施例，图2O的半导体装置结构的上视图。图2O-2为根据本专利技术的一些实施例，图2O的半导体装置结构的上视图。图3A-3B为根据本专利技术的一些实施例，形成半导体装置结构的制造过程的各个阶段的剖面示意图。图4A-4B为根据本专利技术的一些实施例，形成半导体装置结构的制造过程的各个阶段的剖面示意图。图5为根据本专利技术的一些实施例，半导体装置结构的剖面示意图。图6为根据本专利技术的一些实施例，半导体装置结构的剖面示意图。图7A-7G为根据本专利技术的一些实施例，形成半导体装置结构的制造过程的各个阶段的剖面示意图。图7G-1为根据本专利技术的一些实施例，图7G的半导体装置结构的上视图。图7G-2为根据本专利技术的一些实施例，图7G的半导体装置结构的上视图。图8为根据本专利技术的一些实施例，半导体装置结构的剖面示意图。图9为根据本专利技术的一些实施例，半导体装置结构的剖面示意图。图10A-10B为根据本专利技术的一些实施例，形成半导体装置结构的制造过程的各个阶段的剖面示意图。图11A-11B为根据本专利技术的一些实施例，形成半导体装置结构的制造过程的各个阶段的剖面示意图。图12为根据本专利技术的一些实施例，半导体装置结构的剖面示意图。图13为根据本专利技术的一些实施例，半导体装置结构的剖面示意图。附图标记说明：100、100A、100B、700、700A、700B～半导体装置结构；110～基底；112～基部；114～鳍部；116～掺杂区；120～绝缘层；130、210～栅极介电层；140～半导体层；150～硬遮罩层；160～间隔物层；170～源极/漏极结构；180～蚀刻停止层；190、250～介电层；192、252、254～凹陷；220～功函数层；230～栅极电极层；240～盖层；251、264、274、284、292～顶表面；260a、270a～阻障材料层；260、260A、270、270A、280～阻障层；262、272～孔洞；266、276、282～开口；290～接点层；310、420～金属层；320～金属氮化物层；410～金属氮化物薄膜；A～晶体管；C～金属硅化物层；D～介电结构；G、G1～栅极堆叠；S～接点结构；TH～贯穿孔洞；TR1、TR2～沟槽；B、192a、252a、254a～底表面；N、192b、252b、254b、TH1～内壁；T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9～厚度；D1、D2、D3～深度；W1、W3～最小宽度；W2、W4～最大宽度；L1、L2、L3～长度。具体实施方式以下内容提供了许多不同实施例或范例，以实现本专利技术实施例所提供标的的不同部件(feature)。以下描述组件和配置方式的具体范例，以简化本专利技术实施例。当然，这些仅仅是范例，而非意图限制本专利技术实施例。举例而言，在以下描述中提及于第二部件上方或其上形成第一部件，其可以包含第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包含在第一部件和第二部件之间形成额外的部件，使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术实施例可在各个范例中重复参考标号及/或字母。此重复是为了简化和清楚的目的，其本身并非用于指定所讨论的各个实施例及/或配置之间的关系。另外，为了容易描述本专利技术实施例的附图中示出说明的一个元件或部件与另一个元件或部件之间的关系，在此可以使用空间相关用语，例如“在…下方”、“在…底下”、“较低”、“在…上方”、“之上”、“较高”等衍生的空间相关用语。这些空间相关用语意欲涵盖除了附图描绘的方向以外，在使用或操作中的装置的不同方位。设备可以用其他方向定位(旋转90度或在其他方向)，且在此描述中所使用的空间相关用语可以依此做相应的解读。可以理解的是，在此描述的方法之前、期间和之后可以提供额外的操作，并且在此描述的一些操作对于方法的其他实施例而言可以被置换或消除。可使用任何合适的方法图案化出鳍结构，举例而言，可以使用一或更多的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置结构的形成方法，包括：形成一介电结构于一晶体管之上；形成一第一凹陷于该介电结构中；形成一第一阻障层于该第一凹陷的一第一内壁上，其中该第一阻障层具有一第一开口在该介电结构的一第一部分上，且靠近该第一凹陷的一第一底表面的该第一阻障层比靠近该介电结构的一顶表面的该第一阻障层厚；经由该第一开口移除该第一部分，以形成一第二凹陷于该介电结构中；形成一第二阻障层于该第二凹陷的一第二内壁上，其中该第二阻障层具有一第二开口在该第二凹陷中；以及形成一接点层在该第一开口和该第二开口中，其中该接点层、该第一阻障层和该第二阻障层一起形成一接点结构，且该接点结构位于该晶体管上方，并电性连接至该晶体管。

【技术特征摘要】
2017.11.14 US 62/585,619;2018.10.30 US 16/174,9211.一种半导体装置结构的形成方法，包括：形成一介电结构于一晶体管之上；形成一第一凹陷于该介电结构中；形成一第一阻障层于该第一凹陷的一第一内壁上，其中该第一阻障层具有一第一开口在该介电结构的一第一部分上...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴家扬，张简旭珂，王廷君，游咏晞，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71