半导体金属化方法及半导体器件技术

本发明专利技术实施方式提出一种半导体金属化方法及半导体器件，属于半导体技术领域，通过在待金属化的半导体器件的金属硅化物制作金属阻挡层，并通过该金属阻挡层形成第一通槽，从而将第一通槽作为待填充通槽，在待填充通槽内制作金属阻挡层，进而采用电镀的方式在待填充通槽内制作金属塞，之后进行平坦化，并在半导体器件上淀积第一介质层，继续在金属塞上制作金属层，并制作金属图形导线，进而淀积层间介质层，并在层间介质层上制作第二通槽，继续工艺流程直至金属化结束，实现采用电镀制作金属塞的方式，能够在待填充通槽完全塞满金属的前提下，极大地减小金属塞表面金属的厚度，从而能够降低工艺时长和工艺成本。能够降低工艺时长和工艺成本。能够降低工艺时长和工艺成本。

【技术实现步骤摘要】
半导体金属化方法及半导体器件


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体而言，涉及一种半导体金属化方法及半导体器件。

技术介绍

[0002]半导体金属化工艺就是在制备好的元器件表面淀积金属薄膜，并进行微细加工，利用光刻和刻蚀工艺金属互联线，把硅片上的各个元器件连接起来形成一个完整的电路系统，并提供与外电路连接接点的工艺过程。金属化在半导体领域中主要两种应用：(一)制备金属互连线；(二)形成接触。金金属互连线是指在硅片上利用导电材料(如铝，多晶硅和铜)制成精细导线，实现芯片上的电信号传输。形成接触是指将第一层(最底层)的金属互连线与半导体(或表面器件)相连接。
[0003]在传统的金属化工艺流程中，进行金属塞制作时需要较厚的淀积层才可以保证金属完全塞满，使得在后续的平坦化工艺或Etch back工艺要去除较厚表面金属，导致工艺时间长且工艺成本高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种半导体金属化方法及半导体器件，其能够目前的金属化方法的金属塞制作需要在后续的平坦化工艺或Etch back工艺去除较厚表面金属，导致工艺时间长且工艺成本高的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施方式采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术实施方式提供一种半导体金属化方法，所述方法包括：
[0007]在待金属化的半导体器件的金属硅化物上进行金属阻挡层制作，并通过金属阻挡层形成第一通槽；
[0008]将第一通槽作为待填充通槽，采用电镀的方式，在所述待填充通槽内制作金属塞，并进行平坦化；
[0009]在所述半导体器件上且所述金属塞的四周淀积第一介质层；
[0010]在所述金属塞上制作金属层，并在所述金属层上制作金属图形导线；
[0011]在金属图形导线制作结束后，淀积层间介质层，并在所述层间介质层上制作第二通槽；其中，所述第二通槽靠近所述金属层；
[0012]当所述半导体器件的金属化需求为单层金属化时，将所述第二通槽作为窗口，单层金属化结束。
[0013]进一步的，所述方法还包括：
[0014]当所述半导体器件的金属化需求为多层金属化时，将所述第二通槽作为待填充通槽；
[0015]返回执行所述采用电镀的方式，在所述待填充通槽内制作金属塞，并进行平坦化的步骤，直至制作完目标层数的金属化，并将得到的第二通槽作为窗口，多层金属化结束。
[0016]进一步的，所述采用电镀的方式，在所述待填充通槽内制作金属塞的步骤，包括：
[0017]将当前的产品放入电镀溶液内，并将阳极靶材放入所述电镀溶液内；其中，所述电镀溶液包括添加剂、无机阴离子、氯离子和金属阳离子；
[0018]将所述产品和所述阳极靶材分别连接电镀电源的阴极和阳极，控制所述电镀电源输出电镀电压，使所述金属阳离子以待填充通槽的底部填充速度大于待填充通槽的表面填充速度的方式对所述产品的待填充通槽进行填充，以在所述待填充通槽形成金属塞。
[0019]进一步的，所述添加剂包括加速剂、平坦剂、抑制剂和运载剂，所述加速剂的分子链长度小所述抑制剂的分子链长度。
[0020]进一步的，所述电镀电源为脉冲电源；
[0021]所述控制所述电镀电源输出电镀电压的步骤，包括：
[0022]控制所述脉冲电源交替输出正向脉冲电压和反向脉冲电源；其中，所述正向脉冲电压的持续时间大于所述反向脉冲电压的持续时间。
[0023]进一步的，所述金属阳离子包括钨离子。
[0024]进一步的，所述金属阳离子包括铜离子。
[0025]进一步的，所述进行平坦化的步骤，包括：
[0026]采用化学机械抛光工艺，对所述金属塞表面进行平坦化。
[0027]进一步的，所述进行平坦化的步骤，包括：
[0028]采用回刻蚀工艺，对所述金属塞表面进行平坦化。
[0029]第二方面，本专利技术实施方式提供一种半导体器件，采用如第一方面所述的半导体金属化方法进行金属化后得到。
[0030]本专利技术实施方式提供的半导体金属化方法及半导体器件，通过在待金属化的半导体器件的金属硅化物制作金属阻挡层，并通过该金属阻挡层形成第一通槽，从而将第一通槽作为待填充通槽，在待填充通槽内制作金属阻挡层，进而采用电镀的方式在待填充通槽内制作金属塞，之后进行平坦化，平坦化结束后，在半导体器件上且金属塞的四周淀积第一介质层，继续在金属塞上制作金属层，并在金属层上制作金属图形导线，进而淀积层间介质层，并在层间介质层上制作第二通槽，若半导体器件的金属化需求为单层金属化，则将第二通槽作为窗口，金属化结束，实现采用电镀制作金属塞的方式，能够在待填充通槽完全塞满金属的前提下，极大地减小金属塞表面金属的厚度，从而能够降低工艺时长和工艺成本。
[0031]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0033]图1示出了本专利技术实施方式提供的传统金属塞制作的缺陷示意图。
[0034]图2示出了本专利技术实施方式提供的半导体金属化方法的流程示意图之一。
[0035]图3示出了本专利技术实施方式提供的半导体金属化方法的流程示意图之二。
[0036]图4示出了本专利技术实施方式提供的图2和图3中步骤S12的步骤子部分的流程示意图。
[0037]图5示出了本专利技术实施方式提供的电镀溶液的结构示意图。
[0038]图6示出了本专利技术实施方式提供的添加剂在待填充通槽内的分布示意图。
[0039]图7示出了本专利技术实施方式提供的电镀电源交替输出正反电压的结构示意图。
[0040]图8示出了本专利技术实施方式提供的实施例一金属化后得到的产品结构示意图。
[0041]附图标记说明：10
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半导体器件；20
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介质层；30
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金属阻挡层；40
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金属硅化物；50
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金属塞；51
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金属钨塞；52
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金属铜塞；60
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氮阳离子；70
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金属沉积层；80
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硅片；90
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第一金属层；100
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第二金属层。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施方式中附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体金属化方法，其特征在于，所述方法包括：在待金属化的半导体器件的金属硅化物上进行金属阻挡层制作，并通过金属阻挡层形成第一通槽；将第一通槽作为待填充通槽，采用电镀的方式，在所述待填充通槽内制作金属塞，并进行平坦化；在所述半导体器件上且所述金属塞的四周淀积第一介质层；在所述金属塞上制作金属层，并在所述金属层上制作金属图形导线；在金属图形导线制作结束后，淀积层间介质层，并在所述层间介质层上制作第二通槽；其中，所述第二通槽靠近所述金属层；当所述半导体器件的金属化需求为单层金属化时，将所述第二通槽作为窗口，单层金属化结束。2.根据权利要求1所述的半导体金属化方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述半导体器件的金属化需求为多层金属化时，将所述第二通槽作为待填充通槽；返回执行所述采用电镀的方式，在所述待填充通槽内制作金属塞，并进行平坦化的步骤，直至制作完目标层数的金属化，并将得到的第二通槽作为窗口，多层金属化结束。3.根据权利要求1或2所述的半导体金属化方法，其特征在于，所述采用电镀的方式，在所述待填充通槽内制作金属塞的步骤，包括：将当前的产品放入电镀溶液内，并将阳极靶材放入所述电镀溶液内；其中，所述电镀溶液包括添加剂、无机阴离子、氯离子和金属阳离子；将所述产品和所述阳极靶材分别连接电镀电源的阴极和阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：车洪祥，王友伟，张焜，
申请(专利权)人：捷捷微电南通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：