集成组合件及形成集成组合件的方法技术

本发明专利技术涉及集成组合件及形成集成组合件的方法。一些实施例包含一种具有位于导电基底结构上方的绝缘质量块的集成组合件。导电互连件穿过所述绝缘质量块延伸到所述导电基底结构的上部表面。所述导电互连件包含围绕所述互连件的外横向周边延伸的导电衬里。所述导电衬里包含氮与第一金属的组合。所述导电衬里横向环绕容器形导电结构。所述容器形导电结构包含第二金属。导电插塞位于所述容器形导电结构内。一些实施例包含在集成组合件内形成导电互连件的方法。

【技术实现步骤摘要】
集成组合件及形成集成组合件的方法
适用于集成组合件中的导电互连件及形成导电互连件的方法。
技术介绍
在集成组合件中，导电互连件有许多用途。例如，导电互连件可用于耦合存储器阵列的字线与字线驱动器电路，及/或用于耦合存储器阵列的位线与感测放大器电路。在导电互连件的制作期间可能会遇到问题。例如，键孔(即，空隙)可能在导电互连件中有问题地形成，且可能增加导电互连件的电阻率(即，降低导电率)。作为另一实例，可能难以在含铜基底上方形成导电互连件，这归因于在导电互连件的形成期间铜会被有问题地暴露于蚀刻条件。蚀刻条件可改变含铜基底且不合意地增加电阻(即，减小电导)。期望开发新的导电互连件及开发形成导电互连件的新方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种集成组合件，其包括：绝缘质量块，其位于导电基底结构上方；及导电互连件，其穿过所述绝缘质量块延伸到所述导电基底结构的上部表面，所述导电互连件包括：导电衬里，其围绕所述导电互连件的外横向周边延伸，所述导电衬里包括氮与第一金属的组合；容器形导电结构，其由所述导电衬里横向环绕且包括第二金属；及导电插塞，其位于所述容器形导电结构内。本专利技术还涉及一种集成组合件，其包括：第一层，其包含存储器阵列及导电互连件；所述导电互连件穿过绝缘质量块且直接抵靠导电基底结构的上部表面；所述导电互连件包含衬里材料及容器形导电结构，其中所述衬里材料横向环绕所述容器形导电结构；所述容器形导电结构界定向上开口的容器；所述导电互连件包括位于所述向上开口的容器内的导电插塞；感测/存取线位于所述第一层内并且与所述存储器阵列的存储器单元且与所述导电互连件电耦合；及第二层，其从所述第一层垂直偏移且包括经由所述导电互连件电耦合到所述感测/存取线的电路。本专利技术还涉及一种形成集成组合件的方法，其包括：形成包含位于导电基底结构上方的绝缘质量块的构造；形成延伸穿过所述绝缘质量块以暴露所述导电基底结构的上部表面的开口；在所述开口内及在所述绝缘质量块的上部表面上方形成导电衬里，所述导电衬里包括氮与第一金属的组合；所述导电衬里使所述开口变窄；所述导电衬里具有位于所述绝缘质量块的所述上部表面上方的第一部分且具有位于所述开口内的第二部分；在所述导电衬里上方及在所述变窄的开口内形成导电材料；所述导电材料包括第二金属；相对于所述导电衬里选择性地蚀刻所述导电材料以从所述导电衬里的所述第一部分上方移除所述导电材料而留下所述导电材料的位于所述变窄的开口内的剩余部分；所述导电材料的所述剩余部分为位于所述变窄的开口内的容器形导电结构，所述容器形导电结构界定向上开口的容器；及在所述向上开口的容器内形成导电插塞。附图说明图1A到1C是用于蚀刻及沉积金属的实例方法的实例过程阶段处的组合件的图解性横截面侧视图。图2A到2H是用于形成导电互连件的实例方法的实例过程阶段处的集成组合件的图解性横截面侧视图。图2H-1是图2H的导电互连件的俯视图。图3是实例集成组合件的图解性横截面侧视图。图3A是图3的实例集成组合件的图解性俯视图。图3的视图是沿着图3A的线3-3。图4是实例存储器阵列的图解性示意图。图5是实例多层组合件的图解性横截面侧视图。具体实施方式一些实施例包含制作导电结构的新方法，其中利用湿式蚀刻用含氢氧化铵的蚀刻剂来相对于含金属氮化物的材料选择性地移除含金属材料。所得导电结构可用作电互连件。在一些实施例中，电互连件可用于耦合多层组合件的一个层内的电路(例如，感测/存取线)与多层组合件的另一层内的其它电路(例如，字线驱动器、感测放大器等)。参考图1-5来描述实例实施例。图1A到1C用于描述其中相对于下衬衬里选择性地移除含金属材料且其中接着在衬里上方再沉积额外含金属材料的实例过程。参考图1A，组合件(构造、布置等)300包含半导体基底302。基底302支撑绝缘层304、衬里306及含金属材料308。基底302经展示为包括硅(Si)。基底302可称作半导体衬底。术语“半导体衬底”意指包括半导电材料的任何构造，所述半导电材料包含但不限于块体半导电材料(例如半导电晶片(单独的或位于包括其它材料的组合件中))及半导电材料层(单独的或位于包括其它材料的组合件中)。术语“衬底”是指任何支撑结构，包含但不限于上文描述的半导体衬底。基底302的硅可呈任何适合形式；且可例如包括单晶硅、多晶硅等。绝缘层304经展示为包括二氧化硅(SiO2)。在其它实施例中，绝缘层304可包括其它适合电绝缘组合物。衬里306经展示为包括氮化钨(WN)。氮化钨是包括金属及氮的材料的实例。通常，衬里306可包括包含金属及氮的任何适合材料；且在一些实施例中可包含TaSiN(氮化钽硅)、TaN(氮化钽)、TiSiN(氮化钛硅)、TiN(氮化钛)、WN(氮化钨)及WSiN(氮化钨硅)等中的一或多者，其中所述化学式指示组分且不指示特定化学计量。含金属材料308经展示为包括钨(W)，且因此包括与衬里306共同的金属。在其它实施例中，含金属材料308内的金属可不同于衬里306内的金属。材料308内的金属可为任何适合金属；且在一些实施例中可包含钨(W)、钽(Ta)、钛(Ti)等中的一或多者。参考图1B，相对于衬里306选择性地移除含金属材料308。出于解释本专利技术及所附权利要求书的目的，如果第一材料比第二材料更快地被移除，那么将第一材料视为相对于第二材料“被选择性地移除”，这可包含但不限于相对于第二材料对第一材料是100％选择性的方法。可利用湿式蚀刻用包括氢氧化铵(NH4OH)的蚀刻剂来完成相对于含金属氮化物的材料306选择性移除含金属材料308。在一些实施例中，蚀刻剂可由氢氧化铵及水组成，或基本上由氢氧化铵及水组成。氢氧化铵在蚀刻剂内的浓度可为至少约2重量百分比(wt％)；且在一些实施例中可在从约10wt％到小于或等于约90wt％的范围内。在一些实施例中，可通过混合氢氧化铵的储备溶液(在水中为29wt％)与水而形成蚀刻剂。举例来说，水与储备溶液的比率可为5:1、50:1、100:1、2000:1等。在一些实施例中，蚀刻剂及含金属材料308可在含金属材料308的选择性蚀刻期间处于至少约50℃的温度、在含金属材料308的选择性蚀刻期间处于至少约55℃的温度、在含金属材料308的选择性蚀刻期间处于至少约60℃的温度、在含金属材料308的选择性蚀刻期间处于至少约65℃的温度等。在一些应用中，发现衬里306内的经增加氮浓度使衬里在用于移除含金属层308的蚀刻期间较不容易受到攻击。在一些实施例中，衬里306将包括至少约20原子百分比(at％)、至少约30at％等的氮浓度。在一些实施例中，氮浓度将在从至少约10at％到小于或等于约75at％的范围内。衬里306可包括金属与氮的组合、基本上由金属与氮的组合组成，或由金属与氮的组合组成。或者，除金属及氮之外，衬里还可包含其它成分(例如，氩及硼中的一者或两者)。氩可从在沉积工艺期间利用的“流动气体”纳入。硼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成组合件，其包括：/n绝缘质量块，其位于导电基底结构上方；及/n导电互连件，其穿过所述绝缘质量块延伸到所述导电基底结构的上部表面，所述导电互连件包括：/n导电衬里，其围绕所述导电互连件的外横向周边延伸，所述导电衬里包括氮与第一金属的组合；/n容器形导电结构，其由所述导电衬里横向环绕且包括第二金属；及/n导电插塞，其位于所述容器形导电结构内。/n

【技术特征摘要】
20190411 US 16/382,0261.一种集成组合件，其包括：
绝缘质量块，其位于导电基底结构上方；及
导电互连件，其穿过所述绝缘质量块延伸到所述导电基底结构的上部表面，所述导电互连件包括：
导电衬里，其围绕所述导电互连件的外横向周边延伸，所述导电衬里包括氮与第一金属的组合；
容器形导电结构，其由所述导电衬里横向环绕且包括第二金属；及
导电插塞，其位于所述容器形导电结构内。


2.根据权利要求1所述的集成组合件，其中所述导电衬里包括TaSiN、TaN、TiSiN、TiN、WN及WSiN中的一或多者，其中所述化学式指示组分且不指示特定化学计量。


3.根据权利要求1所述的集成组合件，其中所述第一金属与所述第二金属彼此相同。


4.根据权利要求3所述的集成组合件，其中所述第一金属及所述第二金属是钨。


5.根据权利要求4所述的集成组合件，其中所述导电插塞包括钨。


6.根据权利要求1所述的集成组合件，其中所述第一金属与所述第二金属彼此不同。


7.根据权利要求1所述的集成组合件，其中所述容器形导电结构的底部表面直接接触所述导电基底结构的所述上部表面。


8.根据权利要求1所述的集成组合件，其中所述导电衬里是第一导电衬里；其中所述容器形导电结构经配置以包括向上开口的容器；且所述集成组合件进一步包括位于所述向上开口的容器内且使所述向上开口的容器变窄的第二导电衬里；所述导电插塞位于所述变窄的向上开口的容器内。


9.根据权利要求8所述的集成组合件，其中所述第二导电衬里包括与所述第一导电衬里相同的组合物。


10.根据权利要求8所述的集成组合件，其中所述第二导电衬里包括与所述第一导电衬里不同的组合物。


11.根据权利要求1所述的集成组合件，其中所述导电基底结构包括钨或铜。


12.根据权利要求1所述的集成组合件，其中所述导电互连件具有第一侧，且具有与所述第一侧成相对关系的第二侧；且所述集成组合件沿着横截面包括存储器阵列的沿着所述导电互连件的所述第一侧的存储器单元的第一集合及所述存储器阵列的沿着所述导电互连件的所述第二侧的存储器单元的第二集合；并且其中感测/存取线位于所述第一集合及所述第二集合的所述存储器单元上面且位于所述导电互连件上面；并且其中所述感测/存取线与所述第一集合及所述第二集合的所述存储器单元电耦合，且与所述导电互连件电耦合。


13.根据权利要求12所述的集成组合件，其中所述存储器单元包括硫属化物作为可编程材料。


14.一种集成组合件，其包括：
第一层，其包含存储器阵列及导电互连件；所述导电互连件穿过绝缘质量块且直接抵靠导电基底结构的上部表面；所述导电互连件包含衬里材料及容器形导电结构，其中所述衬里材料横向环绕所述容器形导电结构；所述容器形导电结构界定向上开口的容器；所述导电互连件包括位于所述向上开口的容器内的导电插塞；感测/存取线位于所述第一层内并且与所述存储器阵列的存储器单元且与所述导电互连件电耦合；及
第二层，其从所述第一层垂直偏移且包括经由所述导电互连件电耦合到所述感测/存取线的电路。


15.根据权利要求14所述的集成组合件，其中所述导电互连件是许多大致相同的导电互连件中的一者。


16.根据权利要求15所述的集成组合件，其中所述感测/存取线是许多大致相同的感测/存取线中的一者。


17.根据权利要求14所述的集成组合件，其中所述导电基底结构包括钨或铜。


18.根据权利要求14所述的集成组合件，其中所述衬里材料是第一衬里材料，且所述集成组合件进一步包括位于所述向上开口的容器内且...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·格林利，T·D·阮，J·M·梅尔德里姆，A·K·保谢尔，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US