半导体结构及其形成方法技术

一种半导体结构及其形成方法，所述方法包括：提供衬底，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一区内具有第一金属结构，所述第二区内具有第二金属结构；在所述第一金属结构表面和所述第二金属结构表面形成器件层；在所述第一区的器件层内形成第一通孔，在所述第二区的器件层内形成第二通孔；采用选择性金属生长工艺，在所述第一通孔内形成第一插塞，并在所述第二通孔内形成第二插塞。所述半导体结构及其形成方法能够改善半导体结构的性能。方法能够改善半导体结构的性能。方法能够改善半导体结构的性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]目前，在半导体制造过程中，采用刻蚀工艺在层间介质层中形成开口，随后在开口中沉积导电材料，形成电连接结构，以用于半导体器件之间的电连接是一种广泛使用的工艺。
[0003]然而，现有的半导体结构的性能仍然较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，以提高形成的半导体结构的性能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一区内具有第一金属结构，所述第二区内具有第二金属结构，所述衬底表面暴露出所述第一金属结构顶面和所述第二金属结构顶面；在所述衬底表面、所述第一金属结构表面和所述第二金属结构表面形成器件层，所述第二区的器件层内具有第一器件，所述第一器件在所述衬底表面的投影与所述第二金属结构顶面部分或全部重合；在所述第一区的器件层内形成第一通孔，所述第一通孔暴露出所述第一金属结构部分或全部表面，在所述第二区的器件层内形成第二通孔，所述第二通孔贯穿所述第一器件，且所述第二通孔暴露出所述第二金属结构部分或全部表面；采用选择性金属生长工艺，在所述第一通孔内形成第一插塞，并在所述第二通孔内形成第二插塞。
[0006]可选的，所述第一金属结构的材料和所述第二金属结构的材料相同。
[0007]可选的，所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料相同。
[0008]可选的，所述第一金属结构的材料、所述第二金属结构的材料、所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料均相同。
[0009]可选的，所述第一金属结构的顶面和所述第二金属结构的顶面齐平。
[0010]可选的，所述第一器件包括电阻层。
[0011]可选的，所述电阻层的材料包括氮化钛。
[0012]可选的，所述第一器件还包括停止层，所述停止层位于所述电阻层表面。
[0013]可选的，所述器件层包括第一介质层和第二介质层，所述第二介质层位于所述第一介质层表面，所述第一器件位于所述第一介质层与所述第二介质层之间。
[0014]可选的，形成所述器件层的方法包括：在所述衬底表面、所述第一金属结构表面和所述第二金属结构表面形成所述第一介质层；在所述第二区的第一介质层表面形成第一器件；在所述第一介质层和所述第一器件表面形成第二介质层。
[0015]可选的，所述第一介质层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮化钽、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅中的一种；所述第二介质层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮碳化
硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅中的一种。
[0016]可选的，所述衬底包括基底和第三介质层，所述第三介质层位于所述基底表面，并且所述第一金属结构和所述第二金属结构均位于所述第三介质层内。
[0017]可选的，所述第一区的基底内具有半导体器件，并且所述第一金属结构与所述半导体器件电互连。
[0018]可选的，形成所述第一插塞和所述第二插塞的方法包括：采用选择性生长工艺，在所述第一通孔、所述第二通孔内形成插塞材料层，直至所述插塞材料层与所述第二介质层的表面齐平，或者高于所述第二介质层的表面。
[0019]可选的，形成所述第一插塞和所述第二插塞的方法还包括：平坦化所述插塞材料层，直至与所述第二介质层表面齐平；平坦化所述插塞材料层的工艺包括：化学机械平坦化工艺。
[0020]可选的，所述第一金属结构的材料包括钨或钴中的一种。
[0021]可选的，所述第二金属结构的材料包括钨或钴中的一种。
[0022]可选的，所述第一插塞的材料包括钨或钴中的一种。
[0023]可选的，所述第二插塞的材料包括钨或钴中的一种。
[0024]相应的，本专利技术的技术方案还提供一种半导体结构，包括：衬底，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一区内具有第一金属结构，所述第二区内具有第二金属结构，所述衬底表面暴露出所述第一金属结构顶面和所述第二金属结构顶面；位于在所述衬底表面、所述第一金属结构表面和所述第二金属结构表面的器件层，所述第二区的器件层内具有第一器件，所述第一器件在所述衬底表面的投影与所述第二金属结构顶面部分或全部重合；位于所述第一区的器件层内的第一通孔，所述第一通孔暴露出所述第一金属结构部分或全部表面，位于所述第二区的器件层内的第二通孔，所述第二通孔贯穿所述第一器件，且所述第二通孔暴露出所述第二金属结构部分或全部表面；位于所述第一通孔内的采用选择性金属生长工艺形成的第一插塞，以及位于所述第二通孔内的采用选择性金属生长工艺形成的第二插塞。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0026]本专利技术技术方案提供的半导体结构的形成方法中，一方面，由于在所述所述器件层内形成所述第一通孔和所述第二通孔，在所述第一通孔内形成第一插塞，在所述第二通孔内形成第二插塞，减少了最终形成的第一插塞和第二插塞之间的高度差，另一方面，由于采用选择性金属生长工艺形成所述第一插塞和所述第二插塞，形成所述第一插塞的材料从所述第一通孔的底部开始生长，形成所述第二插塞的材料从所述第二通孔底部开始生长，因此，所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料在生长时的高度差变小，有利于后续的平坦化工艺，从而减少所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料在所述器件层表面形成的残留物，同时，所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料难以生长于所述器件层表面，从而减少所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料在所述器件层表面形成的残留物。由于，减少了所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料在所述器件层表面形成的残留物，并且所述第二通孔贯穿所述第一器件，因此形成与所述第一器件电互连的第二插塞的同时，减少了所述残留物对半导体结构的性能影响，提高了半导体结构的性能。
[0027]进一步，由于所述第一金属结构的材料和所述第二金属结构的材料相同，减小了
所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料之间，材料生长速度的差距，因此更多的减小了第一插塞的材料和所述第二插塞的材料在生长时的高度差，从而有利于，减少所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料在所述器件层表面形成的残留物，提高了半导体结构的性能。
[0028]进一步，由于所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料相同，减小了所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料之间，材料生长速度的差距，因此更多的减小了第一插塞的材料和所述第二插塞的材料在生长时的高度差，从而有利于，减少所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料在所述器件层表面形成的残留物，提高了半导体结构的性能。
[0029]进一步，由于在所述电阻层表面形成了停止层，从而能够改善电阻层的氧化情况，并在后续半导体形成过程中的刻蚀等工艺中，保护所述电阻层，以减少后续刻蚀等工艺对所述电阻层的影响，提高所述半导体结构的性能。
附图说明
[0030]图1至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一区内具有第一金属结构，所述第二区内具有第二金属结构，所述衬底表面暴露出所述第一金属结构顶面和所述第二金属结构顶面；在所述衬底表面、所述第一金属结构表面和所述第二金属结构表面形成器件层，所述第二区的器件层内具有第一器件，所述第一器件在所述衬底表面的投影与所述第二金属结构顶面部分或全部重合；在所述第一区的器件层内形成第一通孔，所述第一通孔暴露出所述第一金属结构部分或全部表面，在所述第二区的器件层内形成第二通孔，所述第二通孔贯穿所述第一器件，且所述第二通孔暴露出所述第二金属结构部分或全部表面；采用选择性金属生长工艺，在所述第一通孔内形成第一插塞，并在所述第二通孔内形成第二插塞。2.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一金属结构的材料和所述第二金属结构的材料相同。3.如权利要求2所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料相同。4.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一金属结构的材料、所述第二金属结构的材料、所述第一插塞的材料和所述第二插塞的材料均相同。5.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一金属结构的顶面和所述第二金属结构的顶面齐平。6.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一器件包括电阻层。7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述电阻层的材料包括氮化钛。8.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一器件还包括停止层，所述停止层位于所述电阻层表面。9.如权利要求1所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述器件层包括第一介质层和第二介质层，所述第二介质层位于所述第一介质层表面，所述第一器件位于所述第一介质层与所述第二介质层之间。10.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，形成所述器件层的方法包括：在所述衬底表面、所述第一金属结构表面和所述第二金属结构表面形成所述第一介质层；在所述第二区的第一介质层表面形成第一器件；在所述第一介质层和所述第一器件表面形成第二介质层。11.如权利要求9所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述第一介质层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮化钽、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆毅，庄晓辉，林艺辉，王亮，李乐，高凯歌，朱文杰，赵家琳，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：