[发明专利]接触孔结构形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种接触孔结构形成方法。

背景技术

随着集成电路的向超大规模集成电路发展，集成电路内部的电路密度越来越大，所包含的元件数量也越来越多，这种发展使得晶圆表面无法提供足够的面积来制作所需的互连线。

为了满足元件缩小后的互连线需求，两层及两层以上的多层金属互连线的设计成为超大规模集成电路技术所通常采用的一种方法。目前，不同金属层或者金属层与衬垫层的导通是通过接触孔结构实现的，接触孔结构的形成包括：在金属层与金属层之间或者金属层与衬垫层之间的介质层形成一开口，在开口内填入导电材料。在申请号为200610030809.4的中国专利文件中能够发现更多的关于现有的接触孔的形成方案。

图1为一种传统的接触孔结构形成方法的流程图，图2为图1所示的传统的接触孔结构形成方法的示意图。参考图1和图2，现有的接触孔结构形成工艺具体包括如下步骤：

步骤S101，提供半导体基底10；

步骤S102，在所述半导体基底10上形成金属层20；

步骤S103，在所述半导体基底上形成覆盖金属层20的介质层30；

步骤S104，刻蚀所述介质层30，直至形成暴露金属层20的接触孔40；

步骤S105，用导电介质填充接触孔。

利用上述传统技术形成的接触孔结构，容易受到外力的作用而使得接触孔内的导电介质发生移动，使得接触孔40内的导电介质脱离其下方的金属层20，从而接触孔结构发生断路。

发明内容

本发明解决的技术问题是减少接触孔结构发生断路的可能。

为解决上述问题，本发明提供了一种接触孔结构形成方法，包括：提供半导体基底，所述半导体基底表面形成有金属层；在所述半导体基底上形成覆盖所述金属层的介质层，所述介质层至少包括第一介质层和第二介质层，所述第一介质层位于所述第二介质层和所述半导体基底之间，所述第一介质层的熔点高于所述第二介质层；刻蚀所述介质层，直至形成暴露金属层的接触孔；对具有接触孔的所述介质层加热，使所述第二介质层变软并向接触孔内流动，从而所述接触孔的侧壁在所述第二介质层的位置具有凸起；用导电介质填充接触孔。

优选的，所述填充接触孔的方法为化学气相沉积工艺。

优选的，所述导电介质的材料选自铝、银、铬、钼、镍、钯、铂、钛、钽或者铜，或者选自铝、银、铬、钼、镍、钯、铂、钛、钽或者铜的合金。

优选的，所述介质层还包括第三介质层，所述第一介质层、第二介质层和第三介质层依次层叠排列。

优选的，所述第三介质层的熔点高于所述第二介质层。

优选的，所述第三介质层和第一介质层为同种材料。

优选的，所述第一介质层的材料为二氧化硅；所述第二介质层的材料为掺杂硼磷的硅玻璃、掺杂硼的硅玻璃、掺杂磷的硅玻璃或其任意组合。

优选的，所述介质层的形成方法为化学气相沉积工艺。

与现有技术相比，本发明主要具有以下优点：

本发明利用在所述半导体基底上形成第一介质层，并在第一介质层上方形成熔点低于第一介质层的第二介质层，并在刻蚀形成接触孔后对具有接触孔的所述介质层加热，使所述第二介质层变软并向接触孔内流动，从而所述接触孔的侧壁在所述第二介质层的位置具有凸起，在接触孔中填满导电介质之后，当受到外力的作用，例如沿垂直半导体基底向上的外力，则接触孔内的导电介质受到所述凸起的阻碍不容易被提起，从而使得接触孔结构不容易发生断路。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为一种传统的接触孔结构形成方法的流程图；

图2为图1所示的传统的接触孔结构形成方法的示意图；

图3为本发明的接触孔结构形成方法的流程图；

图4至图7为本发明的接触孔结构形成方法的示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，利用传统技术形成的接触孔结构，容易受到外力的作用而发生移动，使得接触孔内的导电介质脱离其下方的金属层，从而接触孔结构发生断路。本发明的发明人经过大量的实验认为：在接触孔内设置阻挡接触孔内的导电材料滑动的障碍，可以减小接触孔内的导电介质发生移动的可能，从而也就减小了造成接触孔结构断路的可能。