[发明专利]一种降低接触孔的接触电阻的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体技术接触孔制造领域，尤其涉及一种钨栓的制造方法。

背景技术

接触孔钨栓，是将半导体器件向外部电路连接的最初始结构。它的电阻大小直接影响器件及芯片，乃至系统的性能表现。钨由于它的稳定性，低扩散性及相对较低的电阻，成为目前工业界一致使用的接触孔金属连接材料。然而，随着技术的进步，越来越多的人希望能够降接触孔结构的电阻，从而提高整体性能。常见的减少接触孔电阻的方法有增大尺寸，降低阻挡层厚度等方法。但这些降低电阻的方法都会引入一些不利影响。如增大尺寸来降低电阻的方法，会消耗较大的芯片面积，不利于增大集成度和尽可能小型化的要求。而降低阻挡层厚度，虽然可以有一定的降低接触孔电阻的作用，但是阻挡层厚度降低将会增大金属往外扩散，从而导致漏电增大，乃至击穿失效的可靠性问题。

发明内容

本发明提供一种降低接触孔的接触电阻的制造方法，用于解决现有接触孔结构电阻降低后会导致不利于增大集成度，以及漏电增大等的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种降低接触孔的接触电阻的制造方法，其中，首先，采用双大马士革工艺，经过曝光刻蚀之后，获得中空的接触孔以及金属层沟槽的结构；接着，进行钨栓的制造工艺，部分填充形成接触孔以及沟槽结构；随后，在所形成的金属钨上进行铜的阻挡层，籽晶层生长；然后，利用电镀将铜填满接触孔以及沟槽的结构，并且形成一定的冗余铜；最后，利用化学机械研磨，去除多余的铜材料，并且使得表面形貌平坦化。

上述降低接触孔的接触电阻的制作方法，其中，大马士革工艺形成的结构为接触孔与金属层的双层结构。

上述降低接触孔的接触电阻的制作方法，其中，利用物理气相沉积生长钨的阻挡层钛/氮化钽和部分填充金属钨层。

上述降低接触孔的接触电阻的制作方法，其中，利用物理气相沉积生长铜的阻挡层氮化钽/钽。

上述降低接触孔的接触电阻的制作方法，其中，钨栓的导电有效高度为接触孔高度的10%—90%。

本发明由于采用了上述技术，使之具有的积极效果是：

通过采用低电阻金属材料铜来代替接触孔中部分的钨栓，以降低接触孔的接触电阻，同时，有效地提高器件的性能。

附图说明

图1是一种降低接触孔的接触电阻的制造方法的示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出本发明一种降低接触孔的接触电阻的制造方法的具体实施方式。

图1为一种降低接触孔的接触电阻的制造方法的示意图，请参见图1所示。本发明的一种降低接触孔的接触电阻的制造方法，包括有硅1的有源区，通过利用双大马士革工艺，经过曝光刻蚀之后，以此获得中空的接触孔以及金属层沟槽的结构。接着，在硅1有源区的上方进行钨栓的制造工艺，并且部分填充形成接触孔以及沟槽的结构，同时，在金属钨2上填充阻挡层4，并且在阻挡层4的外侧具有氧化物6。随后，在金属钨2的上方设置铜3，并且在金属钨2上进行铜3的阻挡层5，并且籽晶层生长。然后，通过电镀将铜3填满接触孔以及沟槽的结构内，并且形成一定的冗余铜。最后，通过利用化学机械研磨，取出多余的铜材料，并且使得表面形貌平坦化。

本发明在上述基础还具有如下实施方式：

请继续参见图1所示。其中，由大马士革工艺形成的机构为接触孔与金属层的上层结构。

进一步的，在金属钨2上的阻挡层4为利用物理气相沉积生长的钨2的阻挡层钛/氮化钽和部分填充金属钨层，而在铜3上的阻挡层5为利用物理气相沉积生长的铜3的阻挡层氮化钽/钽。

更进一步的，通过上述过程能够有效地使得电阻降低，形成一种新的接触孔内薄膜叠层结构，钨栓2的导电有效高度为接触孔高度的10%—90%，其余部分由铜和其他金属代替。同时，用金属铜材料3和铜阻挡层5能够将剩余的接触孔填满，以减小接触电阻。

综上所述，使用本发明一种降低接触孔的接触电阻的制造方法，通过采用低电阻金属材料铜来代替接触孔中部分的钨栓，以降低接触孔的接触电阻，同时，有效地提高器件的性能。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的方法和处理过程应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。