[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种半导体器件及其制造方法。在一些实施例中，半导体器件包括配置在工件上方的导电部件，每个导电部件都包括导线部分和通孔部分。阻挡层配置在每个导电部件的侧壁上和每个导电部件的通孔部分的底面上。阻挡层包括介电层。第一绝缘材料层配置在每个导电部件的部分导线部分之下。第二绝缘材料层配置在导电部件之间。第三绝缘材料层配置在第一绝缘材料层和第二绝缘材料层之下。每个导电部件的通孔部分的下部形成在第三绝缘材料层内。第二绝缘材料层的介电常数低于第一绝缘材料层和第三绝缘材料层的介电常数。

技术领域

本发明总的来说涉及半导体领域，更具体地，涉及半导体器件及其制造方法。

背景技术

半导体器件用于诸如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备的各种电子应用中。半导体器件通常通过提供工件、在工件上方形成各种材料层以及使用光刻对各种材料层进行图案化来制造，以形成集成电路。

半导体工业通过不断降低最小部件尺寸来持续提高集成电路（即，晶体管、二极管、电阻器和电容器等）的各种电子元件的集成密度，这允许将更多元件集成在给定区域中。

诸如金属或半导体的导电材料用于半导体器件中，用于制造集成电路的电气连接。多年来，铝用作用于电气连接的导电材料的金属，而二氧化硅用作绝缘体。然而，由于器件的尺寸减小，用于导体和绝缘体的材料已经改变，以提高器件性能。在一些应用中，现在经常将铜用作用于互连的导电材料。介电常数低于二氧化硅的低介电常数（k）材料和超低k（ELK）材料已经开始在一些设计中被用作互连之间的绝缘材料。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件，包括：多个导电部件，配置在工件上方，多个导电部件的每一个都包括导线部分和通孔部分；阻挡层，配置在多个导电部件的每一个的侧壁上和多个导电部件的每一个的通孔部分的底面上；第一绝缘材料层，配置在多个导电部件的每一个的导线部分的一部分之下；第二绝缘材料层，配置在多个导电部件之间；以及第三绝缘材料层，配置在第一绝缘材料层和第二绝缘材料层之下，其中，多个导电部件的每一个的通孔部分的下部形成在第三绝缘材料层内，并且第二绝缘材料层的介电常数低于第一绝缘材料层或第三绝缘材料层的介电常数。

优选地，阻挡层包括介电层。

优选地，介电层包括选自基本上由SiN、SiCN、SiC、BN、BNSi、非晶B和它们的组合组成的组的材料。

优选地，介电层的厚度介于大约5埃与大约100埃之间。

优选地，阻挡层还包括配置在介电层上方的金属层。

优选地，第一绝缘材料层或第三绝缘材料层的孔隙率介于大约5%与大约15%之间，或第一绝缘材料层或第三绝缘材料层的介电常数（k）为大约2.0以上。

优选地，第二绝缘材料层的孔隙率为大约15%以上，或第二绝缘材料层的介电常数（k）为大约3.0以下。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件，包括：第一蚀刻停止层，配置在工件上方；第一绝缘材料层，配置在第一蚀刻停止层上方；第二蚀刻停止层，配置在第一绝缘材料层上方；多个导电部件，配置在工件上方，多个导电部件的每一个都包括导线部分和通孔部分，多个导电部件的每一个的通孔部分的一部分形成在第一绝缘材料层和第二蚀刻停止层中；阻挡层，配置在多个导电部件的每一个的侧壁上和多个导电部件的每一个的通孔部分的底面上；第二绝缘材料层，在第二蚀刻停止层上方配置在多个导电部件的每一个的导线部分的一部分之下；以及第三绝缘材料层，配置在多个导电部件之间，其中，第三绝缘材料层的介电常数低于第一绝缘材料层或第二绝缘材料层的介电常数。

优选地，第一绝缘材料层、第二绝缘材料层或第三绝缘材料层包括SiOCH。

优选地，第一蚀刻停止层或第二蚀刻停止层包括选自基本上由氧化硅、氮化硅、碳化硅、硼化硅、非晶硼、氮化硼和它们的组合组成的组的材料。