[发明专利]半导体器件的制备方法及半导体器件在审

申请号：	201910907145.2	申请日：	2019-09-24
公开（公告）号：	CN112635395A	公开（公告）日：	2021-04-09
发明（设计）人：	李相遇;崔基雄;金成基	申请（专利权）人：	夏泰鑫半导体（青岛）有限公司
主分类号：	H01L21/768	分类号：	H01L21/768;H01L23/532
代理公司：	深圳市赛恩倍吉知识产权代理有限公司 44334	代理人：	杨毅玲;汪飞亚
地址：	266000 山东省青岛市黄岛区***	国省代码：	山东;37
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摘要：
搜索关键词：	半导体器件制备方法
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【说明书】：

一种半导体器件的制备方法，包括：提供硅基体，在所述硅基体上形成二氧化硅绝缘层；于所述二氧化硅绝缘层上形成氮化钛层；对所述氮化钛层进行快速热氮化处理以将所述氮化钛层转化为氮化钛阻挡层，其中，所述快速热氮化处理包括第一阶段以及第二阶段，所述第一阶段包括向所述氮化钛层通入第一气体，所述第一气体包括氮气和氧气，所述第二阶段包括向所述氮化钛层通入第二气体，所述第二气体包括氨气；于所述氮化钛阻挡层上形成金属导电层。本发明还提供由上述方法制得的半导体器件。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的制备方法及半导体器件。

背景技术

现如今，半导体元器件已广泛地得到使用。半导体元器件的制备是在基础的硅晶圆基底上进行，经过一系列选择性蚀刻与薄膜沉积，从而在晶圆上形成极小的结构，实现电路设计的功能。

由硅晶圆制造半导体元器件的过程中，通常需要在二氧化硅介电层中形成一具有较大长径比的接触窗开口以填入金属钨。由于钨插塞不能与二氧化硅层直接接触，因此需要在钨插塞与二氧化硅层之间设置一氮化钛阻挡层(barrier layer)进行隔离。

然而，在沉积氮化钛阻挡层时，会对二氧化硅接触界面造成损坏，导致二氧化硅界面上的Si-O连接键变得不稳定。再者，钨插塞通常以氟化钨为反应气体，通过化学气相沉积工艺形成，然而，氟化钨中的氟离子可能会通过氮化钛阻挡层之间的晶格间距与二氧化硅界面上存在的不稳定的硅反应，在二氧化硅界面上生成不想要的氟化硅沉淀，从而进一步对二氧化硅界面造成损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够在薄膜沉积过程中避免对二氧化硅介电层造成损坏的半导体器件的制备方法。

另，还有必要提供一种由上述制备方法获得的半导体器件。

本发明提供一种半导体器件的制备方法，包括：

提供硅基体，在所述硅基体上形成二氧化硅绝缘层；

于所述二氧化硅绝缘层上形成氮化钛层；

对所述氮化钛层进行快速热氮化处理以将所述氮化钛层转化为氮化钛阻挡层，其中，所述快速热氮化处理包括第一阶段以及第二阶段，所述第一阶段包括向所述氮化钛层通入第一气体，所述第一气体包括氮气和氧气，所述第二阶段包括向所述氮化钛层通入第二气体，所述第二气体包括氨气；以及

于所述氮化钛阻挡层上形成金属导电层。

本发明还提供一种如前所述的半导体器件的制备方法制得的半导体器件。

相较于现有技术，本发明通过快速热氮化处理工艺制备氮化钛阻挡层，能够降低所述二氧化硅绝缘层接触界面上硅原子的反应活性，防止后续沉积金属导电层时，氟化钨中的氟离子通过所述氮化钛阻挡层与所述二氧化硅绝缘层接触界面上存在的不稳定的硅反应，从而避免对所述二氧化硅绝缘层的损坏。

附图说明

图1为本发明实施方式的半导体器件的制备方法的流程图。