[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

本公开涉及半导体器件及其形成方法。一种方法包括：形成金属性特征；在金属性特征之上形成蚀刻停止层；用掺杂剂注入金属性特征；在蚀刻停止层之上形成电介质层；执行第一蚀刻工艺以蚀刻电介质层和蚀刻停止层，以形成第一开口；执行第二蚀刻工艺以蚀刻金属性特征，并在金属性特征中形成第二开口，其中第二开口与第一开口接合；以及用金属性材料填充第一开口和第二开口以形成接触插塞。

技术领域

本公开总体涉及半导体器件及其形成方法。

背景技术

在集成电路的制造中，接触插塞被用于电耦合到晶体管的源极和漏极区域以及栅极。源极/漏极接触插塞通常连接至源极/漏极硅化物区域，其形成工艺包括形成接触开口以暴露源极/漏极区域、沉积金属层、在金属层之上沉积阻挡层、执行退火工艺以将金属层与源极/漏极区域进行反应、将金属(例如钨或钴)填充到剩余的接触开口中、以及执行化学机械抛光(CMP)工艺以去除多余的金属。可能会形成一层以上的接触插塞。

传统上，当形成上层接触插塞时，上层接触插塞的底部部分被扩展以解决诸如下层接触插塞的腐蚀之类的问题。底部部分延伸到下层接触插塞中。然而，由于横向扩展将导致在其中形成上层接触插塞的开口变深，因此难以实现横向扩展。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种用于形成半导体器件的方法，包括：形成金属性特征；在所述金属性特征之上形成蚀刻停止层；用掺杂剂注入所述金属性特征；在所述蚀刻停止层之上形成电介质层；执行第一蚀刻工艺以蚀刻所述电介质层和所述蚀刻停止层，以形成第一开口；执行第二蚀刻工艺以蚀刻所述金属性特征，并在所述金属性特征中形成第二开口，其中，所述第二开口与所述第一开口接合；以及用金属性材料填充所述第一开口和所述第二开口以形成接触插塞。

根据本公开的另一实施例，提供了一种半导体结构，包括：第一电介质层；金属性特征，在所述第一电介质层中，其中，所述金属性特征的上部部分包括具有第一掺杂剂浓度的掺杂剂，并且所述金属性特征的下部部分具有第二掺杂剂浓度的所述掺杂剂，所述第二掺杂剂浓度小于所述第一掺杂剂浓度；第二电介质层，在所述金属性特征之上；以及接触插塞，包括：第一部分，穿过所述第二电介质层；以及第二部分，在所述金属性特征中，其中，所述第二部分横向地延伸超过所述第一部分的边缘，并且所述第二部分的底部在所述金属性特征的上部部分中。

根据本公开的又一实施例，提供了一种半导体结构，包括：源极/漏极区域；硅化物区域，在所述源极/漏极区域之上并与所述源极/漏极区域接触；第一层间电介质；第一接触插塞，在所述硅化物区域之上并与所述硅化物区域接触，并且所述第一接触插塞在所述第一层间电介质中；蚀刻停止层，在所述第一接触插塞之上并与所述第一接触插塞接触；第二层间电介质，在所述蚀刻停止层之上并与所述蚀刻停止层接触；以及第二接触插塞，包括：第一部分，在所述第二层间电介质中；第二部分，在所述蚀刻停止层中，其中，至少所述第二部分的下部部分横向地延伸超过所述第一部分的边缘；以及第三部分，延伸到所述第一接触插塞中，其中，所述第三部分横向延伸超过所述第二部分的边缘。

附图说明

在结合附图阅读时，可以从下面的具体实施方式最佳地理解本公开的各方面。注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可被任意增大或减小。

图1-图7、图8A、图8B、图9A、图9B、图10A、图10B、图11、图12A、图12B和图13-17是根据一些实施例的形成晶体管以及各个接触插塞的中间阶段的透视图和截面图。

图18和图19分别是根据一些实施例的接触插塞和层间电介质中的所注入物质的轮廓。

图20示出了根据一些实施例的接触插塞的顶视图。

图21示出了根据一些实施例的横向凹进距离相对于凹进深度的图。

图22示出了根据一些实施例的用于形成鳍式场效应晶体管(FinFET)和相应的接触插塞的工艺流程。