System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 半导体器件及其形成方法技术_技高网

半导体器件及其形成方法技术

技术编号:41304493 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-13 14:50
本发明专利技术一种半导体器件及其形成方法,其中半导体器件包括:基底;位于所述基底上的多个第一导电层,多个所述第一导电层沿着第一方向排布,且所述第一导电层与第二方向平行,所述第一方向与所述第二方向垂直;位于所述第一导电层上的导电插塞;位于所述导电插塞内的凹槽,所述凹槽沿着所述第二方向延伸;位于所述导电插塞上的第二导电层,所述第二导电层的底部充满所述凹槽;在导电插塞内形成凹槽,凹槽沿着第二方向延伸,在导电插塞上形成第二导电层时,由于凹槽的存在,第二导电层与导电插塞的接触面积得到增大,第二导电层与导电插塞之间的接触电阻减少,从而使得半导体器件的接触电阻得到降低,降低了半导体器件的功能消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造,尤其涉及一种半导体器件及其形成方法


技术介绍

1、随着半导体制造技术越来越精密,集成电路也发生着重大的变革,集成在同一芯片上的元器件数量已从最初的几十、几百个增加到现在的数以百万个。为了达到电路密度的要求,半导体集成电路芯片的制作工艺利用批量处理技术,在衬底上形成各种类型的复杂器件,并将其互相连接以具有完整的电子功能。

2、一般讲,半导体器件包括许多电路,这些电路形成一个制造在一硅单晶基片上的集成电路,通常要给定一个复杂的信号路径网络以把分布在基片表面上的电路元件连接起来。这些信号沿着该器件的有效率的路径要求形成多级或多层互连结构,如象基于铜的双镶嵌布线结构。基于铜的互连,由于它能提供在一个复杂的半导体芯片上大量晶体管之间的高速信号传输,因而是可取的。

3、然而在后段工序(beol)互连工艺中,随着器件尺寸的缩小,用于互连结构的尺寸也在缩小,连接上下导电层的通孔的尺寸也减小,通孔的尺寸减少,形成在通孔内的导电插塞的体积减小以及尺寸效应会引起互连电阻增大,导致器件的功耗和电学性能下降的问题。

4、所以如何在不增加通孔尺寸的情况下还能有效降低半导体器件的电阻,提升半导体器件的电学性能,这是目前急需解决的技术问题。


技术实现思路

1、本专利技术解决的问题是提供一种半导体器件及形成方法,以提升半导体器件的性能。

2、为解决上述问题,本专利技术提供一种半导体器件,包括:基底;位于所述基底上的多个第一导电层,多个所述第一导电层沿着第一方向排布,且所述第一导电层与第二方向平行,所述第一方向与所述第二方向垂直;位于所述第一导电层上的导电插塞;位于所述导电插塞内的凹槽,所述凹槽沿着所述第二方向延伸;位于所述导电插塞上的第二导电层,所述第二导电层的底部充满所述凹槽。

3、可选的,所述第二导电层与所述导电插塞相互平行。

4、可选的,所述凹槽的深宽比的范围为1∶4至1∶2。

5、可选的,还包括位于所述第一导电层上的层间介质层,所述层间介质层内具有通孔,所述通孔沿着所述第一方向延伸。

6、可选的,所述导电插塞位于所述通孔内。

7、可选的,还包括,位于所述层间介质层上的介质层,所述介质层内具有介质层开口,所述介质层开口的底部暴露出所述导电插塞的表面,所述第二导电层位于所述介质层开口内。

8、可选的,所述导电插塞的刻蚀速率大于所述层间介质层的刻蚀速率。

9、可选的,所述第二导电层的电阻率小于所述导电插塞的电阻率。

10、相应的,本专利技术还提供一种半导体器件的形成方法,包括步骤:提供基底,所述基底上具有多个第一导电层,多个所述第一导电层沿着第一方向排布,且所述第一导电层与第二方向平行,所述第一方向与所述第二方向垂直;在所述第一导电层上形成导电插塞,所述导电插塞平行于所述第一方向,且所述导电插塞底部与多个所述第一导电层表面相接触;刻蚀所述导电插塞,在所述导电插塞内形成凹槽,所述凹槽沿着所述第二方向延伸;在所述导电插塞上形成第二导电层,所述第二导电层的底部充满所述凹槽。

11、可选的,所述第二导电层与所述导电插塞相互平行。

12、可选的,所述凹槽的深宽比的范围为1:4至1:2。

13、可选的,刻蚀所述导电插塞的工艺为干法刻蚀工艺或者湿法刻蚀工艺。

14、可选的,当采用所述干法刻蚀工艺时,采用含氟离子的等离子体干法刻蚀工艺。

15、可选的,当采用湿法刻蚀工艺时,所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀液体含有氢氟酸,其中所述氢氟酸的浓度范围为100∶1至200∶1。

16、可选的,形成所述导电插塞的步骤包括:在所述第一导电层上形成层间介质层;刻蚀所述层间介质层,在所述层间介质层内形成同时暴露出多个所述第一导电层顶部表面的通孔,所述通孔沿着所述第一方向延伸;在所述通孔内形成所述导电插塞。

17、可选的,在形成所述导电插塞之后,形成所述第二导电层之前,还包括:在所述层间介质层上形成介质层;刻蚀所述介质层,在所述介质层内形成暴露出所述导电插塞的介质层开口。

18、可选的,形成所述第二导电层的步骤包括:在所述介质层开口和所述介质层的顶部表面形成初始第二导电层;平坦化所述初始第二导电层,至暴露出所述介质层的表面,在所述介质层开口内形成所述第二导电层。

19、可选的,所述第二导电层的电阻率小于所述导电插塞的电阻率。

20、可选的,在形成所述凹槽的过程中,所述导电插塞的刻蚀速率大于所述层间介质层的刻蚀速率。

21、与现有技术相比,本专利技术的技术方案具有以下优点:

22、本专利技术形成方法的技术方案中,在导电插塞内形成凹槽,凹槽沿着第二方向延伸,在导电插塞上形成第二导电层时,由于凹槽的存在,第二导电层与导电插塞的接触面积得到增大,第二导电层与导电插塞之间的接触电阻减少,从而使得半导体器件的接触电阻得到降低,降低了半导体器件的功能消耗。

23、进一步,第二导电层的电阻率小于导电插塞的电阻率,由于凹槽的存在,较大电阻率的导电插塞的体积量减少,而较小电阻率的第二导电层的体积量增大,从而得到降低互连线以及第二导电层与导电插塞之间的整体电阻的目的,具有较广泛的应用范围。

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【技术保护点】

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述第二导电层与所述导电插塞相互平行。

3.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述凹槽的深宽比的范围为1∶4至1∶2。

4.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,还包括位于所述第一导电层上的层间介质层,所述层间介质层内具有通孔,所述通孔沿着所述第一方向延伸。

5.如权利要求4所述的半导体器件,其特征在于,所述导电插塞位于所述通孔内。

6.如权利要求4所述的半导体器件,其特征在于,还包括,位于所述层间介质层上的介质层,所述介质层内具有介质层开口,所述介质层开口的底部暴露出所述导电插塞的表面,所述第二导电层位于所述介质层开口内。

7.如权利要求4所述的半导体器件,其特征在于,所述导电插塞的刻蚀速率大于所述层间介质层的刻蚀速率。

8.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述第二导电层的电阻率小于所述导电插塞的电阻率。

9.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括步骤:

10.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第二导电层与所述导电插塞相互平行。

11.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述凹槽的深宽比的范围为1∶4至1∶2。

12.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,刻蚀所述导电插塞的工艺为干法刻蚀工艺或者湿法刻蚀工艺。

13.如权利要求12所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,当采用所述干法刻蚀工艺时,采用含氟离子的等离子体干法刻蚀工艺。

14.如权利要求12所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,当采用湿法刻蚀工艺时,所述湿法刻蚀工艺采用的刻蚀液体中含有氢氟酸,其中所述氢氟酸的浓度范围为100∶1至200∶1。

15.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述导电插塞的步骤包括:

16.如权利要求15所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在形成所述导电插塞之后,形成所述第二导电层之前,还包括:

17.如权利要求16所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,形成所述第二导电层的步骤包括:

18.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第二导电层的电阻率小于所述导电插塞的电阻率。

19.如权利要求15所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,在形成所述凹槽的过程中,所述导电插塞的刻蚀速率大于所述层间介质层的刻蚀速率。

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【技术特征摘要】

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述第二导电层与所述导电插塞相互平行。

3.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述凹槽的深宽比的范围为1∶4至1∶2。

4.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,还包括位于所述第一导电层上的层间介质层,所述层间介质层内具有通孔,所述通孔沿着所述第一方向延伸。

5.如权利要求4所述的半导体器件,其特征在于,所述导电插塞位于所述通孔内。

6.如权利要求4所述的半导体器件,其特征在于,还包括,位于所述层间介质层上的介质层,所述介质层内具有介质层开口,所述介质层开口的底部暴露出所述导电插塞的表面,所述第二导电层位于所述介质层开口内。

7.如权利要求4所述的半导体器件,其特征在于,所述导电插塞的刻蚀速率大于所述层间介质层的刻蚀速率。

8.如权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述第二导电层的电阻率小于所述导电插塞的电阻率。

9.一种半导体器件的形成方法,其特征在于,包括步骤:

10.如权利要求9所述的半导体器件的形成方法,其特征在于,所述第二导电层与所述导电插塞相互平行。

11.如权利要求9所述的半导...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴轶超金吉松
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司
类型:发明
国别省市:

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