[发明专利]半导体器件的形成方法

说明书

一种半导体器件的形成方法，包括：提供基底和位于基底上的介质层；在所述介质层上由下到上依次形成多晶硅层、阻挡层和图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜刻蚀阻挡层、多晶硅层和部分厚度的介质层，在所述介质层中形成接触孔；在所述图形化的掩膜层表面和接触孔中形成填充满所述接触孔的导电层，所述阻挡层的强度至少为导电层的强度的10倍；以所述阻挡层为停止层平坦化所述导电层和掩膜层。所述方法能够使得所述平坦化的过程能够停止在阻挡层上，避免对介质层造成损伤，从而避免不同半导体器件中介质层高度的差异性及导电层高度的差异性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体器件的形成方法。

背景技术

随着半导体集成电路工艺技术的不断进步，当半导体器件缩小至深亚微米的范围时，半导体器件之间的高性能、高密度连接需要通过互联结构连接。互联结构中易形成寄生电阻和寄生电容，从而出现寄生效应，导致金属连线传递的时间延迟，人们面临着如何克服由于连接长度的急速增长而带来的RC(R指电阻，C指电容)延迟显著增加的问题。

为了克服互联中的寄生效应，在大规模集成电路后段工艺互联的集成工艺中，一方面，寄生电容正比于互联层绝缘介质的相对介电常数K，因此使用低K材料尤其是超低介电常数(Ultra-low dielectric constant，ULK)的材料代替传统的SiO₂介质材料已成为满足高速芯片的发展的需要，另一方面，由于铜具有较低的电阻率、优越的抗电迁移特性和高的可靠性，能够降低金属的互连电阻，进而减小总的互连延迟效应，现已由常规的铝互连改变为低电阻的铜互连。

然而，现有技术形成的半导体器件的性能仍有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种半导体器件的形成方法，避免对介质层造成损伤，从而避免不同半导体器件形成的介质层高度的差异性及导电层高度的差异性。

为解决上述问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供基底和位于基底上的介质层；在所述介质层上由下到上依次形成多晶硅层、阻挡层和图形化的掩膜层；以所述图形化的掩膜层为掩膜刻蚀阻挡层、多晶硅层和部分厚度的介质层，在所述介质层中形成接触孔；在所述图形化的掩膜层表面和接触孔中形成填充满所述接触孔的导电层，所述阻挡层的强度至少为导电层的强度的10倍；以所述阻挡层为停止层平坦化所述导电层和掩膜层。

可选的，所述阻挡层的厚度为20埃～100埃。

可选的，所述阻挡层的材料为石墨烯或黑磷。

可选的，当所述阻挡层的材料为石墨烯时，形成所述阻挡层的工艺为：在所述多晶硅层上形成含碳材料层；对所述含碳材料层和多晶硅层进行退火处理，在所述多晶硅层的表面形成石墨烯材料的阻挡层；退火处理之后，去除所述含碳材料层。

可选的，所述含碳材料层的材料为聚甲基丙乙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛或聚四氟乙烯。

可选的，形成所述含碳材料层的工艺为旋转涂覆工艺。

可选的，所述退火处理为激光退火或快速热退火，采用的退火温度为1400摄氏度至1500摄氏度。

可选的，当所述阻挡层的材料为黑磷时，形成所述阻挡层的工艺为：在所述多晶硅层上外延生长红磷层；对所述红磷层进行热处理，形成黑磷材料的阻挡层。

可选的，对所述红磷层进行热处理包括：在高压下将所述红磷层加热至1000摄氏度；以每小时100摄氏度的速率将所述红磷冷却至600摄氏度。

可选的，形成所述多晶硅层的工艺为：采用等离子体化学气相沉积工艺或射频磁控溅射工艺沉积非晶硅层；对所述非晶硅层进行准分子激光退火，形成多晶硅层。

可选的，所述图形化的掩膜层的材料为氮化钛或氮化钽。