用于RC延迟改进的半导体器件蚀刻制造技术

在用于制造半导体器件的蚀刻方法中，首先，提供包括接触区的半导体衬底。然后，在半导体衬底上形成金属氮化物层以防止过蚀刻。此后，在金属氮化物层上形成介电层。然后，实施蚀刻工艺以形成穿通金属氮化物层和介电层的开口以暴露接触区。蚀刻方法还可以包括在金属氮化物层和半导体衬底之间形成扩散阻挡层以防止接触区的材料的扩散。本发明专利技术涉及用于RC延迟改进的半导体器件蚀刻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于RC延迟改进的半导体器件蚀刻。
技术介绍
在一般情况下，诸如电阻器、晶体管和二极管的各种半导体器件形成在半导体衬底内或上。由导体层和介电层形成这些半导体器件。应用蚀刻工艺以暴露导体层的接触区以将一个半导体器件电连接至另一个半导体器件。传统的蚀刻工艺通常需要具有较大(significant)厚度的蚀刻停止层以防止过蚀刻。然而，蚀刻停止层导致高电阻电容时间延迟(RC延迟)。
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，提供了一种蚀刻方法，包括：提供包括接触区的半导体衬底；在所述半导体衬底上形成金属氮化物层；在所述金属氮化物层上形成介电层；以及实施蚀刻工艺以形成穿通所述介电层和所述金属氮化物层的开口以暴露所述接触区。在上述蚀刻方法中，还包括：在所述半导体衬底和所述金属氮化物层之间形成扩散阻挡层，其中，所述开口形成为穿过所述扩散阻挡层。在上述蚀刻方法中，形成所述接触区的材料是铜并且形成所述扩散阻挡层的材料是SiCN。在上述蚀刻方法中，所述扩散阻挡层的厚度在从30埃至60埃的范围内。在上述蚀刻方法中，所述金属氮化物层的金属是Ⅲ族金属。在上述蚀刻方法中，所述金属氮化物层由GaN或AlN形成。在上述蚀刻方法中，所述蚀刻工艺是干蚀刻工艺。在上述蚀刻方法中，所述金属氮化物层的厚度在从5埃至15埃的范围内。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种半导体器件，包括：半导体衬底；第一介电层，形成在所述半导体衬底上，其中，所述第一介电层具有第一开口；第二介电层，形成在所述第一介电层上，其中，所述第二介电层具有第二开口；蚀刻停止层，形成在所述第一介电层和所述第二介电层之间，其中，所述蚀刻停止层具有将所述第一开口连接至所述第二开口的第三开口，并且包括金属氮化物层；以及导体，形成在所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口中。在上述半导体器件中，所述蚀刻停止层还包括形成在所述金属氮化物层和所述第一介电层之间的扩散阻挡层。在上述半导体器件中，形成所述导体的材料是铜并且形成所述扩散阻挡层的材料是SiCN。在上述半导体器件中，所述扩散阻挡层的厚度在从30埃至60埃的范围内。在上述半导体器件中，形成所述金属氮化物层的材料是Ⅲ族金属氮化物。在上述半导体器件中，所述金属氮化物层由GaN或AlN形成。在上述半导体器件中，所述金属氮化物层的厚度在从5埃至15埃的范围内。在上述半导体器件中，所述第一介电层和所述第二介电层由低k材料形成。根据本专利技术的又一方面，还提供了一种用于制造半导体器件的方法，所述方法包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底上形成第一介电层和第一导体，其中，所述第一介电层具有第一开口，并且所述第一导体位于所述第一开口中；在所述第一介电层和所述第一导体上形成金属氮化物层；在所述金属氮化物层上形成第二介电层；实施蚀刻工艺以形成穿通扩散阻挡层、所述金属氮化物层和所述第二介电层的第二开口以暴露所述第一导体；以及在所述第二开口中形成第二导体以使得所述第一导体能够连接至所述第二导体。在上述方法中，还包括在所述金属氮化物层和所述第一介电层之间形成扩散阻挡层。在上述方法中，形成所述金属氮化物层的材料是Ⅲ族金属氮化物。在上述方法中，所述蚀刻工艺是干蚀刻工艺。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，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是根据各个实施例的半导体器件的示意性截面图。图2A至图2G是根据各个实施例的示出形成半导体器件的方法的中间阶段的示意性截面图。图3是根据各个实施例的用于制造半导体器件的方法的流程图。图4是根据各个实施例的用于制造半导体器件的方法的流程图。图5A至图5E是根据各个实施例的示出形成半导体器件的方法的中间阶段的示意性截面图。图6是根据各个实施例的用于制造半导体器件的方法的流程图。具体实施方式在下文中详细论述了本实施例的制造和使用。然而，应当理解，本发明提供了可以体现在各种具体环境中的许多可应用的专利技术概念。论述的具体实施例仅仅是用于制造和使用所公开的主题的说明性具体方式，并且不限制不同实施例的范围。本专利技术可以在各个实例中重复参考标号和/或字符。这种重复是用于简化和清楚的目的，并且其本身并不指示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。应当理解，虽然本文中可以使用术语“第一”、“第二”等以描述各个元件，这些元件不应受到这些术语的限制。使用这些属于以将一个元件与另一元件区别开。例如，在不背离实施例的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，并且类似地，可以将第二元件称为第一元件。如本文中所使用的，该术语“和/或”包括一个或多个相关的列举的术语的任意或所有组合。如本文中使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”等应当理解为开放式的，即，意为包括但不限于。贯穿本说明书参考的“一个实施例”或“实施例”意味着本公开的至少一个实施例包括结合所述实施例而描述的特定部件、结构或特征。因此在本说明书的各个位置出现的短语“在一个实施中”或“在实施例中”不一定指同一个实施例。而且，在一个或多个实施例中可以以任何合适的方式组合特定部件、结构或特征。本专利技术的实施例涉及提供一种用于制造半导体器件的蚀刻方法。在该蚀刻方法中，蚀刻停止层用来防止过蚀刻。该蚀刻停止层包括金属氮化物层，并且蚀刻停止层可以形成为具有相对较小的厚度，从而降低半导体器件的电阻电容时间延迟(RC延迟)。与厚度为250埃的传统的蚀刻停止层相比，包括金属氮化物层的蚀刻停止层可以形成为具有较小的厚度，诸如60埃。结果，使用包括金属氮化物层的蚀刻停止层的半导体器件具有相对较小的电阻电容时间延迟。在一个实施例中，蚀刻停止层具有多层结构。该蚀刻停止层包括金属氮化物层和扩散阻挡层。扩散阻挡层用于防止设置在蚀刻停止层下方的导体材料的扩散。图1是根据各个实施例的半导体器件100的示意性截面图。半导体器件100包括半导体衬底110、第一介电层120、第二介电层130、蚀刻停止层140和导体M。第一介电层120和第二介电层130形成在半导体衬底110上。蚀刻停止层140形成在第一介电层120和第二介电层130之间。蚀刻停止层140具有多层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻方法，包括：提供包括接触区的半导体衬底；在所述半导体衬底上形成金属氮化物层；在所述金属氮化物层上形成介电层；以及实施蚀刻工艺以形成穿通所述介电层和所述金属氮化物层的开口以暴露所述接触区。

【技术特征摘要】
2014.09.04 US 14/477,6701.一种蚀刻方法，包括：
提供包括接触区的半导体衬底；
在所述半导体衬底上形成金属氮化物层；
在所述金属氮化物层上形成介电层；以及
实施蚀刻工艺以形成穿通所述介电层和所述金属氮化物层的开口以暴
露所述接触区。
2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，还包括：在所述半导体衬底和所
述金属氮化物层之间形成扩散阻挡层，其中，所述开口形成为穿过所述扩
散阻挡层。
3.根据权利要求2所述的蚀刻方法，其中，形成所述接触区的材料是
铜并且形成所述扩散阻挡层的材料是SiCN。
4.根据权利要求2所述的蚀刻方法，其中，所述扩散阻挡层的厚度在
从30埃至60埃的范围内。
5.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其中，所述金属氮化物层的金属
是Ⅲ族金属。
6.根据权利要求5所述的蚀刻方法，其中，所述金属氮化物层由GaN
或AlN形成。
7.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其中，所述蚀刻工艺是干蚀刻工
艺。
8.根据权利要求1所述的蚀刻方法，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志男，陈美玲，刘复淳，
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