导电结构及其形成方法技术

本发明专利技术公开了导电结构及其制造方法。在一些实施例中，一种形成导电结构的方法包括：提供在其中形成有凹槽的衬底，该凹槽内衬有第一晶种层且部分填充有第一导电材料；去除第一晶种层的不包含第一导电材料的部分以形成凹槽的暴露表面；将第二晶种层内衬于凹槽的暴露表面；以及使用第二导电材料填充凹槽，第二导电材料覆盖第一导电材料和第二晶种层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及
技术介绍
半导体器件应用于各种电子应用中，例如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方依次沉积绝缘或介电层、导电层和半导体层的材料，并且使用光刻图案化各个材料层来在其上形成电路部件和元件，从而形成半导体器件。通过持续减小最小部件的尺寸，以允许在给定区域内集成更多的部件，使得半导体工业连续改进各种电部件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度。同时，向和/或从各个电部件提供电连接的导体结构(诸如接触插塞)也经历了临界尺寸和最小部件尺寸的持续减小。然而，临界尺寸和最小部件尺寸的减小通常伴随着导电结构的接触电阻的增大。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种方法，包括:提供衬底，所述衬底中形成有凹槽，所述凹槽内衬有第一晶种层并且部分地填充有第一导电材料；去除所述第一晶种层的不包含所述第一导电材料的部分以形成所述凹槽的暴露表面；将第二晶种层内衬于所述凹槽的暴露表面；以及使用第二导电材料填充所述凹槽，所述第二导电材料覆盖所述第一导电材料和所述第二晶种层。在上述方法中，去除所述第一晶种层的不包含所述第一导电材料的部分包括:蚀刻所述第一晶种层的不包含所述第一导电材料的部分。在上述方法中，蚀刻所述第一晶种层的不包含所述第一导电材料的部分包括:使用等离子体蚀刻剂来等离子体蚀刻所述第一晶种层的不包含所述第一导电材料的部分。在上述方法中，所述等离子体蚀刻剂包括含卤素等离子体蚀刻剂。在上述方法中，所述含卤素等离子体蚀刻剂包括含氟等离子体蚀刻剂。在上述方法中，去除所述第一晶种层的不包含所述第一导电材料的部分包括:蚀刻所述第一晶种层的不包含所述第一导电材料的部分和所述第一导电材料的面向所述凹槽的开口的表面。在上述方法中，将所述第二晶种层内衬于所述凹槽的暴露表面包括选自由脉冲的成核层工艺、原子层沉积工艺和它们的组合组成的组中的工艺。 根据本专利技术的另一方面，还提供了一种方法，包括:将阻挡层内衬于形成在绝缘层中的沟槽以形成凹槽；将第一晶种层内衬于所述凹槽；使用第一导电材料部分地填充所述凹槽，其中，所述第一晶种层的邻近所述凹槽的开口的部分不包含所述第一导电材料；去除所述第一晶种层的不包含所述第一导电材料的部分以形成所述凹槽的暴露表面；将第二晶种层内衬于所述凹槽的暴露表面；以及使用第二导电材料填充所述凹槽。在上述方法中，使用所述第一导电材料部分地填充所述凹槽包括:处理所述第一晶种层的邻近所述凹槽的开口的部分以形成所述第一晶种层的处理部分；以及使用所述第一导电材料填充所述凹槽，其中，所述第一晶种层的处理部分不包含所述第一导电材料。在上述方法中，处理所述第一晶种层的部分包括将所述第一晶种层的所述部分暴露于处理等离子体。在上述方法中，所述处理等离子体包括选自由含氮等离子体、含氢等离子体、含氧等离子体、含碳氢化合物等离子体和它们的组合组成的组中的等离子体。在上述方法中，使用所述第一导电材料部分地填充所述凹槽包括:从所述凹槽的底部向着所述凹槽的开口生长一定厚度的所述第一导电材料。在上述方法中，将所述第二晶种层内衬于所述凹槽的暴露表面包括:在所述凹槽的暴露表面上方和所述第一导电材料的面向所述凹槽的开口的表面上方形成第二晶种层。在上述方法中，将所述第一晶种层内衬于所述凹槽包括:形成厚度在从约1纳米至约5纳米的范围内的所述第一晶种层。在上述方法中，将所述第二晶种层内衬于所述凹槽的暴露表面包括:形成厚度在从约1纳米至约8纳米的范围内的所述第二晶种层。根据本专利技术的又一方面，还提供了一种方法，包括:提供衬底，所述衬底中形成有第一凹槽和第二凹槽，其中，所述第一凹槽在所述衬底内延伸第一距离，所述第二凹槽在衬底内延伸第二距离，所述第二距离小于所述第一距离；将第一晶种层内衬于所述第一凹槽和所述第二凹槽；将所述第二凹槽中的第一晶种层和位于所述第一凹槽中邻近所述第一凹槽的开口的所述第一晶种层的一部分暴露于处理工艺，从而形成第一晶种层的处理部分；使用第一导电材料部分地填充所述第一凹槽，其中，所述第一晶种层的处理部分不包含所述第一导电材料；去除所述第一晶种层的处理部分以形成所述第一凹槽和所述第二凹槽的暴露表面；将第二晶种层内衬于所述第一凹槽和所述第二凹槽的暴露表面；以及使用第二导电材料覆盖所述第二晶种层，所述第二导电材料填充所述第一凹槽和所述第二凹槽。在上述方法中，将所述第二凹槽中的第一晶种层和位于所述第一凹槽中邻近所述第一凹槽的开口的所述第一晶种层的所述部分暴露于处理工艺包括:使用处理等离子体来处理所述第二凹槽中的第一晶种层和位于所述第一凹槽中邻近所述第一凹槽的开口的所述第一晶种层的所述部分。在上述方法中，所述处理等离子体包括选自由含氮等离子体、含氢等离子体、含氧等离子体、含碳氢化合物等离子体和它们的组合组成的组中的等离子体。在上述方法中，去除所述第一晶种层的处理部分以形成所述第一凹槽和所述第二凹槽的暴露表面包括:将所述第一晶种层的处理部分暴露于蚀刻工艺。在上述方法中，所述蚀刻工艺包括等离子体蚀刻工艺。【附图说明】当结合参考附图进行阅读时，根据下文具体的描述可以更好地理解本专利技术的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件无需按比例绘制。事实上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1和图2示出了根据一些实施例的形成导体结构的方法。图3A至图3H示出了根据一些实施例的表示图1和图2中示出的方法的一些工艺步骤的工艺流程。图4A至图4H示出了根据一些实施例的在具有悬伸件的凹槽中形成导体导电结构的方法的一些工艺步骤的工艺流程图。图5示出了根据图4A至图4H中示出的工艺步骤形成的导电结构的浓度分布图。图6示出了根据一些实施例的形成导电结构方法。【具体实施方式】本专利技术的以下内容提供了许多用于实施所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。以下描述部件和布置的具体实例以简化本专利技术。当然，这仅仅是实例，并不用于限制本专利技术。例如，第一部件形成在第二部件之上或者上可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间形成附加部件，从而使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。此外，本专利技术可在各个实例中重复参照标号和/或字符。该重复是为了简明和清楚的目的，而且其本身没有规定所述各种实施例和/或结构之间的关系。另外，在本文中可以使用诸如“在…下面”、“在…下方”、“下”、“在…上方”、“上”等的空间相对位置术语以便于描述如附图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中描述的方位外，这些空间相对位置术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。器件可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并因此对本文中使用的空间相对位置描述符进行同样的解释。图1示出了根据一个或多个实施例的形成导体结构(例如，接触插塞)的方法100。方法100可以包括:提供其中形成有凹槽的衬底，该凹槽内衬有第一晶种层并且部分填充有第一导电材料(在步骤102中);去除第一晶种层的不含第一导电材料的部分以形成凹槽的暴露表面(在步骤104中)；将第二晶种层内衬于凹槽的暴露表面(在步骤106中)；以及使用第二导电材料填充凹槽，第二导电材料覆盖第一导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：提供衬底，所述衬底中形成有凹槽，所述凹槽内衬有第一晶种层并且部分地填充有第一导电材料；去除所述第一晶种层的不包含所述第一导电材料的部分以形成所述凹槽的暴露表面；将第二晶种层内衬于所述凹槽的暴露表面；以及使用第二导电材料填充所述凹槽，所述第二导电材料覆盖所述第一导电材料和所述第二晶种层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈品彣，张志维，
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