[发明专利]半导体器件及其形成方法

说明书

技术领域

本发明构思的示例性实施例涉及具有导电结构的半导体器件，更具体地涉及具有接触数据储存器件的导电结构的半导体器件。

背景技术

通过在电阻存储器件的预定位置施加热量，数据能储存至电阻存储器件内，或者自电阻存储器件读出。为了在电阻存储器件的预定位置产生局部加热，电阻存储器件可包括用作加热电极的导电结构。因而，需要能为电阻存储器件提供高加热效率的导电结构。

发明内容

根据本发明构思的一示例性实施例，一种半导体器件包括：设置在衬底上的层间绝缘层，该层间绝缘层包括暴露衬底的开口；设置在该开口中的阻挡层图案；以及设置在该阻挡层图案上的导电图案，该导电图案具有从开口伸出的氧化部分和在该开口内的非氧化部分，其中导电图案的宽度由阻挡层图案的厚度决定。

导电图案的宽度可小于开口的宽度。

从开口伸出的氧化部分可比设置于开口内的氧化部分厚。

氧化部分的宽度可以与非氧化部分的宽度基本上相同。

氧化部分的宽度可大于非氧化部分的宽度。

该半导体器件可进一步包括设置于开口内的填充图案，使得导电图案设置于阻挡层图案和填充图案之间。

导电图案可具有圆筒管形状。

导电图案可包括钨。

阻挡层图案可包括钛和氮化钛中的至少一种。

阻挡层图案可包括氮化物和氮氧化物中的至少一种。

导电图案的氧化部分可接触PRAM(相变随机存取存储器)中的相变材料薄膜。

阻挡层图案可接触设置在阻挡层图案之下的P-N二极管。

导电图案的氧化部分可接触MRAM(磁随机存取存储器)中的自由层图案。

阻挡层图案可电接触设置在阻挡层图案之下的MOS晶体管。

俯视图中氧化部分的横截面面积的尺寸可小于俯视图中开口的横截面面积的尺寸。

俯视图中氧化部分的横截面面积的尺寸可由阻挡层图案的横截面面积的尺寸确定。

根据本发明构思的一示例性实施例，一种形成半导体器件的方法包括：在衬底上形成层间绝缘层；在层间绝缘层中形成开口，该开口暴露衬底；在开口内形成阻挡层图案；在开口内在阻挡层图案上形成导电图案；以及通过氧化导电图案，生长该导电图案从而导电图案的一部分伸出该开口。

生长导电图案可包括在约400℃至约600℃的温度下，在氧气氛下进行RTA处理约1分钟至约10分钟。

生长导电图案可包括通过施加约20W至约100W的功率，在氧气氛下进行等离子体处理约1分钟至约10分钟。

生长导电图案可包括各向同性地或各向异性地进行生长。

该方法可进一步包括在导电图案的氧化部分周围提供氮气氛。

该方法可进一步包括在开口中形成填充图案，使得导电图案设置在填充图案和阻挡层图案之间。

根据本发明构思的一示例性实施例，一种半导体器件包括：衬底；设置在衬底上的具有开口的绝缘层；设置在衬底上的金属图案；以及设置在金属图案上且在该开口内的金属氧化物图案，其中金属氧化物图案的横截面面积小于金属图案的横截面面积。

金属图案可包括钨。

金属图案的接触金属氧化物图案的部分可以是凹陷的，且凹陷的该部分容纳金属氧化物图案的凸起部分。

隔墙可设置在金属氧化物图案和绝缘层之间。

金属图案可设置在P-N结上。

金属图案可电连接至MOS晶体管。

金属氧化物图案可接触MRAM的自由层图案。

金属氧化物图案可接触PRAM的相变材料薄膜。

隔墙可设置在相变材料薄膜和绝缘层之间。

相变材料薄膜的顶部的宽度可以宽于相变材料的底部的宽度。

根据本发明构思的一示例性实施例，一种形成半导体器件的方法包括：在衬底上形成金属图案；在金属图案上形成绝缘层；形成贯穿绝缘层的开口，该开口暴露金属图案的一部分；以及氧化金属图案的暴露部分，从而在开口中形成金属氧化物图案。

金属氧化物图案可接触MRAM的自由层。

金属图案可电接触MRAM的MOS晶体管。

金属氧化物图案可接触PRAM的相变薄膜。

金属图案可接触PRAM的P-N二极管。

金属氧化物图案的宽度可小于金属图案的宽度。