接触孔中的阻隔层及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种接触孔中的阻隔层及其制造方法，其中，所述接触孔中的阻隔层的制造方法包括：提供半导体基底，所述半导体基底上具有开口；在所述开口中形成Ti层；等离子体轰击所述Ti层，形成第一TiN层；在所述第一TiN层上形成第二TiN层。在本发明专利技术提供的接触孔中的阻隔层及其制造方法中，Ti层形成之后，通过等离子体轰击所述Ti层形成第一TiN层，从而在所述Ti层表面紧密地覆盖了一层TiN薄膜，TiN薄膜能够保护Ti层，避免Ti层在后续的制造工艺中发生氧化或者吸收水分。由此，接触孔中的阻隔层中的Ti层的性能能够保持稳定，接触孔的接触电阻也不会增大，从而改善了半导体器件的电气特性，提高了半导体器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种。
技术介绍
在半导体制造中接触孔工艺是非常重要的一环，接触孔工艺主要分三个步骤，首先在半导体衬底上形成接触孔开口，之后形成阻隔层，最后形成金属层。对于半导体器件而言，接触孔的接触电阻是一项重要的电气特性参数。众所周知，半导体器件要有良好的电气特性，接触孔的接触电阻要求小，而接触孔中的阻隔层对接触孔的接触电阻有很大的影响。目前，接触孔中的阻隔层工艺中通常采用Ti/TiN作为接触孔中的阻隔层，接触孔中的阻隔层分为两层，第一层Ti为粘合层，第二层TiN为阻挡层，Ti和TiN均使用物理气相沉积(PVD)的方式形成。其中，Ti与Si的黏附性好，而且Ti与Si反应生成TiSi2，接触电阻小，而阻挡层TiN能够防止Ti在后续的工艺过程中与其他材料发生反应。请参考图1，其为现有技术中接触孔中的阻隔层的结构示意图。如图1所示，现有技术中接触孔中的阻隔层I包括Ti层11和TiN层12，其中，Ti层11生长在具有接触孔开口的半导体基底上，TiN层12生长在Ti层11的上面。接触孔中的阻隔层I的工艺流程如下:首先，在高真空度的Ti生长腔室中完成Ti沉积，之后，经过缓冲腔到达TiN生长腔室中完成TiN的沉积。在半导体器件的制造过程中发现，接触孔的接触电阻并不稳定，经常出现接触电阻增大的情况，严重时甚至出现接触电阻漂移，影响了半导体器件的电气特性。为了改善半导体器件的性能，提高半导体器件的可靠性，本领域技术人员一直在寻找导致接触孔的接触电阻增大甚至接触电阻漂移的原因以及其解决方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以解决现有的半导体器件的接触孔的接触电阻不稳定，影响半导体器件的性能的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种接触孔中的阻隔层的制造方法，所述接触孔中的阻隔层的制造方法包括:提供半导体基底，所述半导体基底上具有开口 ；在所述开口上形成Ti层；等离子体轰击所述Ti层,形成第一 TiN层； 在所述第一 TiN层上形成第二 TiN层。可选的，在所述的接触孔中的阻隔层的制造方法中，所述Ti层是通过物理气相沉积工艺形成的。可选的，在所述的接触孔中的阻隔层的制造方法中，所述物理气相沉积的温度为200 O。可选的，在所述的接触孔中的阻隔层的制造方法中，形成所述第一 TiN层的腔室与形成所述Ti层的腔室是同一个腔室。可选的，在所述的接触孔中的阻隔层的制造方法中，所述等离子体为氮气等离子体。可选的，在所述的接触孔中的阻隔层的制造方法中，所述第二 TiN层是通过金属有机化合物化学气相沉积工艺形成的。本专利技术还提供一种接触孔中的阻隔层，所述接触孔中的阻隔层，包括:Ti 层;形成于所述Ti层上的第一 TiN层；形成于所述第一 TiN层上的第二 TiN层。可选的，在所述的接触孔中的阻隔层中，所述第一 TiN层的厚度小于50埃。可选的，在所述的接触孔中的阻隔层中，所述第二 TiN层的厚度为50埃 90埃。专利技术人研究发现，造成现有的半导体器件的接触电阻增大的原因在于，接触孔中的阻隔层中Ti层因破真空暴露在空气中，导致Ti发生氧化或者吸收水分，使得接触孔的接触电阻增大，影响半导体器件的电气特性。在本专利技术提供的中，Ti层形成之后，通过等离子体轰击所述Ti层形成第一 TiN层，从而在所述Ti层表面紧密地覆盖了一层TiN薄膜，TiN薄膜能够保护Ti层，避免Ti层在后续的制造工艺中发生氧化或者吸收水分。由此，接触孔中的阻隔层中的Ti层的性能能够保持稳定，接触孔的接触电阻也不会增大，从而改善了半导体器件的电气特性，提高了半导体器件的可靠性。附图说明图1是现有技术中接触孔中的阻隔层的结构示意图；图2是本专利技术实施例的一种接触孔中的阻隔层的结构示意图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。现有的半导体器件中，接触孔的接触电阻非常不稳定，接触电阻经常增大，严重时甚至导致接触孔的接触电阻漂移，影响了半导体器件的电气特性。专利技术人对此进行了深入的研究，发现接触孔的接触电阻增大的原因在于，接触孔中的阻隔层工艺中在Ti生长腔室中形成Ti层后需要经过缓冲腔进入TiN生长腔室中形成TiN层，在此过程中缓冲腔或TiN生长腔室发生微漏，以及传送设备发生故障需要打开腔体，都会发生破真空，Ti层就会暴露在空气中，而Ti非常容易与空气中的氧反应生成化合物或者吸收空气中的水气，这样就会改变Ti层的性能，使得接触孔的接触电阻增大，严重时甚至导致接触孔的接触电阻漂移，影响半导体器件的性能。为了解决上述问题，本申请提出了如下技术方案:请参考图2，其为本专利技术实施例的一种接触孔中的阻隔层的结构示意图。如图2所示，所述接触孔中的阻隔层2的制造方法包括:提供半导体基底，所述半导体基底上具有开口 ；在所述开口上形成Ti层21 ;等离子体轰击所述Ti层21，形成第一 TiN层22 ;在所述第一 TiN层22上形成第二 TiN层23。具体的，在半导体基底上形成开口之后，在具有开口的半导体基底上沉积阻隔层。接触孔中的阻隔层2的工艺流程具体如下:首先，在高真空度的Ti生长腔室进行物理气相沉积(PVD)工艺形成Ti层21，物理气相沉积(PVD)的温度为200°C。然后，Ti生长腔室通入氮气(N2)，并使用400kHz的高频发生器使得氮气(N2)发生电离形成氮气(N2)等离子体轰击Ti层21的表面。在此过程中，氮气(N2)等离子体和Ti反应生成TiN，由此，在Ti层21表面形成一层很薄的第一 TiN层22。可见，形成第一 TiN层22的腔室与形成Ti层21的腔室是同一个腔室，在形成Ti层21之后Ti层21的表面立即被一层TiN薄膜紧密覆盖。最后，经过缓冲腔后进入TiN生长腔室，在TiN生长腔室中通过金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)的方式形成第二 TiN层23，从而完成了接触孔中的阻隔层2的工艺过程。其中，氮气(N2)等离子体轰击形成第一 TiN层22的时间是10秒到20秒，形成的第一 TiN层22是一层非常薄的膜层，其厚度一般在50埃以下。优选的，第一 TiN层22的厚度在10埃到30埃之间。第一 TiN层22覆盖在Ti层21的表面，可以避免Ti发生氧化。同时，由于第一 TiN层22是通过使用氮气(N2)等离子体轰击Ti层21表面形成的，第一 TiN层22的均匀性非常好，这也为第二 TiN层23的生长提供了很好的平台。金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)方式形成第二 TiN层23的工艺时间为260秒，第二 TiN层23比第一 TiN层22厚，其厚度为50埃到90埃。相应的，本实施例还提供了一种接触孔中的阻隔层，请继续参考图2，所述接触孔中的阻隔层2包括:Ti 层 21 ;形成于所述Ti层21上的第一 TiN层22 ；形成于所述第一 TiN层22上的第二 TiN层23。具体的，第一 TiN层22是一层非常薄的膜层，第一 TiN层22的厚度一般小于50埃，优选的，所述第一 TiN层22的厚度在10埃到30埃之间。第一 TiN层22覆盖在Ti层21的表面上，能够避免T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触孔中的阻隔层的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体基底，所述半导体基底上具有开口；在所述开口中形成Ti层；等离子体轰击所述Ti层，形成第一TiN层；在所述第一TiN层上形成第二TiN层。

【技术特征摘要】
1.一种接触孔中的阻隔层的制造方法，其特征在于，包括: 提供半导体基底，所述半导体基底上具有开口 ； 在所述开口中形成Ti层； 等离子体轰击所述Ti层，形成第一 TiN层； 在所述第一 TiN层上形成第二 TiN层。2.如权利要求1所述的接触孔中的阻隔层的制造方法，其特征在于，所述Ti层是通过物理气相沉积工艺形成的。3.如权利要求2所述的接触孔中的阻隔层的制造方法，其特征在于，所述物理气相沉积工艺的温度为200°C。4.如权利要求1所述的接触孔中的阻隔层的制造方法，其特征在于，形成所述第一TiN层的腔室与形成所述Ti层的腔室是同...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟飞，陈建维，韩晓刚，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：