實(shí)施例中，蝕刻工藝是干蝕刻工藝。如2G中所示，在第二開口中形成第二導(dǎo)體M2以與第一導(dǎo)體Ml接觸。在這個(gè)實(shí)施例中，第二導(dǎo)體M2由銅形成。
[0044]參考圖3和圖2A至圖2H，圖3為根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法300的流程圖。方法300開始于操作310，如圖2A所示，提供半導(dǎo)體襯底210。在操作320中，如圖2B所示，在半導(dǎo)體襯底210上形成第一介電層220和第一導(dǎo)體Ml。在操作320中，通過使用沉積工藝形成第一介電層220和第一導(dǎo)體Ml，沉積工藝包括但不限于化學(xué)汽相沉積(CVD)工藝或物理汽相沉積(PVD)工藝。
[0045]在操作330中，如圖2C所示，在第一介電層220和第一導(dǎo)體Ml上形成擴(kuò)散阻擋層232以防止第一導(dǎo)體Ml的材料的擴(kuò)散。在操作330中，通過使用諸如CVD工藝、等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)工藝、或原子層化學(xué)汽相沉積(ALCVD)工藝的沉積工藝形成擴(kuò)散阻擋層232。在操作340中，如圖2D所示，在擴(kuò)散阻擋層232上形成金屬氮化物層234以防止過蝕刻。在操作340中，通過使用諸如CVD工藝、PECVD工藝或ALCVD工藝的沉積工藝形成金屬氮化物層234。
[0046]在操作350中，如圖2E所示，在金屬氮化物層234上形成第二介電層240。在操作350中，通過使用諸如CVD工藝或PVD工藝的沉積工藝形成第二介電層240。在操作360中，如圖2F所示，實(shí)施蝕刻工藝以形成穿過擴(kuò)散阻擋層232、金屬氮化物層234和第二介電層240的第二開口以暴露第一導(dǎo)體Ml。在操作360中，通過使用干蝕刻工藝形成第二開口。在操作360中，通過使用干蝕刻工藝形成第二開口。在操作370中，如圖2G所示，在第二開口中形成第二導(dǎo)體M2以與第一導(dǎo)體Ml接觸。在該實(shí)施例中，通過使用諸如CVD工藝或PVD工藝的沉積工藝形成第二導(dǎo)體M2。
[0047]與形成傳統(tǒng)的蝕刻停止層的傳統(tǒng)的材料相比，在本發(fā)明的實(shí)施例中由金屬氮化物形成的蝕刻停止層可以形成為具有相對較小的厚度，從而降低了半導(dǎo)體器件的RC延遲。
[0048]值得注意的是，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)體Ml的材料的擴(kuò)散系數(shù)可以接受時(shí)，在本實(shí)施例中使用的擴(kuò)散阻擋層可以節(jié)省。
[0049]圖4是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件400的示意性截面圖。半導(dǎo)體器件400包括半導(dǎo)體襯底410、介電層420、蝕刻停止層430和導(dǎo)體440。在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底410具有形成在其中的半導(dǎo)體元件，并且半導(dǎo)體元件的接觸區(qū)412暴露在半導(dǎo)體襯底410的表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體元件是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(M0SFET)，并且MOSFET的源極/漏極暴露于接觸區(qū)412。
[0050]在半導(dǎo)體襯底410上形成介電層420，并且在介電層420和半導(dǎo)體襯底410之間形成蝕刻停止層430。在這個(gè)實(shí)施例中，蝕刻停止層430包括金屬氮化物層432以防止過蝕亥IJ。導(dǎo)體440用作穿過介電層420和蝕刻停止層430的導(dǎo)線以與半導(dǎo)體襯底410的接觸區(qū)412接觸。
[0051 ] 在這個(gè)實(shí)施例中，蝕刻停止層430不包括擴(kuò)散阻擋層，并且因此蝕刻停止層430的厚度可以進(jìn)一步降低。與半導(dǎo)體器件100相比，由于蝕刻停止層430具有相對較小的厚度，因此半導(dǎo)體器件400具有相對較小的電阻電容時(shí)間(RC)延遲。在一個(gè)實(shí)施例中，蝕刻停止層430的厚度在從5埃至15埃的范圍內(nèi)。
[0052]參考圖5A至圖5E，圖5A至圖5E是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的示出形成半導(dǎo)體器件的方法的中間階段的示意性截面圖。如圖5A所示，提供半導(dǎo)體襯底510。半導(dǎo)體襯底510具有形成在其中的半導(dǎo)體元件，并且半導(dǎo)體元件的接觸區(qū)512暴露在半導(dǎo)體襯底510的表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體元件是M0SFET，并且MOSFET的源極/漏極暴露于接觸區(qū)512。在一個(gè)實(shí)施例中，接觸區(qū)512的材料的擴(kuò)散系數(shù)是可以接受的。
[0053]諸如圖5B所示，在半導(dǎo)體襯底510上形成金屬氮化物層520以防止過蝕刻。在這個(gè)實(shí)施例中，金屬氮化物層520由GaN或A1N形成。如圖5C所示，在金屬氮化物層520上形成介電層530。在這個(gè)實(shí)施例中，介電層530由低k材料形成。如圖所示，實(shí)施蝕刻工藝以形成穿過金屬氮化物層520和介電層530的開口 0P以暴露接觸區(qū)512。在這個(gè)實(shí)施例中，蝕刻工藝是干蝕刻工藝。如圖5E所示，在開口 0P中形成導(dǎo)體540以與半導(dǎo)體襯底510的接觸區(qū)512接觸。在這個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)體540是由銅形成的。
[0054]參考圖6和圖5A至圖5E，圖6是根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法600的流程圖。方法600開始于操作610，其中，如圖5A所示，提供半導(dǎo)體襯底510。在操作620中，如圖5B所示，在半導(dǎo)體襯底510上形成金屬氮化物層520以防止過蝕刻。在操作620中，通過使用諸如CVD工藝、PECVD工藝、或ALCVD工藝的沉積工藝形成金屬氮化物層520。在一個(gè)實(shí)施例中，金屬氮化物層520的厚度在從5埃至15埃的范圍內(nèi)。
[0055]在操作630中，如圖5C所示，在金屬氮化物層520上形成介電層530。在操作630中，通過使用諸如CVD工藝或PVD工藝的沉積工藝形成介電層530。在操作640中，如圖?所示，實(shí)施蝕刻工藝以形成穿過金屬氮化物層520和介電層530的開口 0Ρ以暴露接觸區(qū)512。在操作640中，通過使用干蝕刻工藝形成開口。在操作650中，如圖5Ε所示，在開口0Ρ中形成導(dǎo)體540以與半導(dǎo)體襯底510的接觸區(qū)512接觸。在這個(gè)實(shí)施例中，通過使用諸如CVD工藝或PVD工藝的沉積工藝形成導(dǎo)體540。
[0056]根據(jù)一些實(shí)施例，本發(fā)明公開了一種蝕刻方法。在蝕刻方法中，首先，提供包括接觸區(qū)的半導(dǎo)體襯底。然后，在半導(dǎo)體襯底上形成金屬氮化物層。此后，在金屬氮化物層上形成介電層。然后，實(shí)施蝕刻工藝以形成穿通金屬氮化物層和介電層的開口以暴露接觸區(qū)。
[0057]根據(jù)特定實(shí)施例，本發(fā)明公開了包括半導(dǎo)體襯底、第一介電層、第二介電層、蝕刻停止層和導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件。第一介電層形成在半導(dǎo)體襯底上，其中第一介電層具有第一開口。第二介電層形成在第一介電層上，其中第二介電層具有第二開口。蝕刻停止層形成在第一介電層和第二介電層之間，其中蝕刻停止層具有將第一開口連接至第二開口的第三開口，并且包括金屬氮化物層。導(dǎo)體形成在第一開口、第二開口和第三開口中。
[0058]根據(jù)特定實(shí)施例，本發(fā)明公開了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法。在該方法中，首先，提供半導(dǎo)體襯底。然后，在半導(dǎo)體襯底上形成第一介電層和第一導(dǎo)體，其中第一介電層具有第一開口，并且第一導(dǎo)體位于第一開口中。此后，在第一介電層和第一導(dǎo)體上形成金屬氮化物層。然后，在金屬氮化物層上形成第二介電層。之后，實(shí)施蝕刻工藝以形成穿通擴(kuò)散阻擋層、金屬氮化物層和第二介電層的第二開口以暴露出第一導(dǎo)體。然后，在第二開口中形成第二導(dǎo)體以使得第一導(dǎo)體能夠連接至第二導(dǎo)體。
[0059]上面概述了若干實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)現(xiàn)與在此所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)勢的其他工藝和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該意識到，這種等同構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在此他們可以做出多種變化、替換以及改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蝕刻方法，包括: 提供包括接觸區(qū)的半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成金屬氮化物層； 在所述金屬氮化物層上形成介電層；以及 實(shí)施蝕刻工藝以形成穿通所述介電層和所述金屬氮化物層的開口以暴露所述接觸區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻方法，還包括:在所述半導(dǎo)體襯底和所述金屬氮化物層之間形成擴(kuò)散阻擋層，其中，所述開口形成為穿過所述擴(kuò)散阻擋層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蝕刻方法，其中，形成所述接觸區(qū)的材料是銅并且形成所述擴(kuò)散阻擋層的材料是SiCN。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蝕刻方法，其中，所述擴(kuò)散阻擋層的厚度在從30埃至60埃的范圍內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻方法，其中，所述金屬氮化物層的金屬是III族金屬。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蝕刻方法，其中，所述金屬氮化物層由GaN或A1N形成。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻方法，其中，所述蝕刻工藝是干蝕刻工藝。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蝕刻方法，其中，所述金屬氮化物層的厚度在從5埃至15埃的范圍內(nèi)。9.一種半導(dǎo)體器件，包括: 半導(dǎo)體襯底； 第一介電層，形成在所述半導(dǎo)體襯底上，其中，所述第一介電層具有第一開口 ； 第二介電層，形成在所述第一介電層上，其中，所述第二介電層具有第二開口 ； 蝕刻停止層，形成在所述第一介電層和所述第二介電層之間，其中，所述蝕刻停止層具有將所述第一開口連接至所述第二開口的第三開口，并且包括金屬氮化物層；以及導(dǎo)體，形成在所述第一開口、所述第二開口和所述第三開口中。10.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括: 提供半導(dǎo)體襯底； 在所述半導(dǎo)體襯底上形成第一介電層和第一導(dǎo)體，其中，所述第一介電層具有第一開口，并且所述第一導(dǎo)體位于所述第一開口中； 在所述第一介電層和所述第一導(dǎo)體上形成金屬氮化物層； 在所述金屬氮化物層上形成第二介電層； 實(shí)施蝕刻工藝以形成穿通擴(kuò)散阻擋層、所述金屬氮化物層和所述第二介電層的第二開口以暴露所述第一導(dǎo)體；以及 在所述第二開口中形成第二導(dǎo)體以使得所述第一導(dǎo)體能夠連接至所述第二導(dǎo)體。
【專利摘要】在用于制造半導(dǎo)體器件的蝕刻方法中，首先，提供包括接觸區(qū)的半導(dǎo)體襯底。然后，在半導(dǎo)體襯底上形成金屬氮化物層以防止過蝕刻。此后，在金屬氮化物層上形成介電層。然后，實(shí)施蝕刻工藝以形成穿通金屬氮化物層和介電層的開口以暴露接觸區(qū)。蝕刻方法還可以包括在金屬氮化物層和半導(dǎo)體襯底之間形成擴(kuò)散阻擋層以防止接觸區(qū)的材料的擴(kuò)散。本發(fā)明涉及用于RC延遲改進(jìn)的半導(dǎo)體器件蝕刻。
【IPC分類】H01L23/532, H01L21/311, H01L21/768
【公開號】CN105428307
【申請?zhí)枴緾N201510180825
【發(fā)明人】林志男, 陳美玲, 劉復(fù)淳
【申請人】臺灣積體電路制造股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年4月16日
【公告號】US20160071801