[发明专利]金属互连结构及其形成方法

权利要求书

1.一种金属互连结构的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底内具有有源区和包围所述有源区的隔离结构；

在所述半导体衬底表面形成金属层；

对所述金属层进行退火处理，使所述金属层材料与有源区内原子反应，在所述有源区表面形成金属硅化物层；

在所述金属层表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层覆盖部分有源区及所述有源区一侧的部分隔离结构上方的金属层；

以所述第一掩膜层为掩膜，去除未被所述第一掩膜层覆盖的金属层，在所述隔离区上形成与所述有源区表面的金属硅化物层连接的互连金属层；

去除所述第一掩膜层之后，在所述半导体衬底上形成介质层，所述介质层覆盖所述金属硅化物层、隔离结构以及互连金属层；

在所述介质层内形成连接所述互连金属层的金属接触孔，所述金属接触孔通过所述互连金属层与有源区相连。

2.根据权利要求1所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属接触孔完全位于所述互连金属层表面。

3.根据权利要求1所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述互连金属层的材料为Co、TiN、Ni或Ti。

4.根据权利要求1所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，还包括：在形成所述介质层之前，在所述半导体衬底上形成刻蚀阻挡层，然后再在所述刻蚀阻挡层表面形成介质层。

5.根据权利要求4所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层的材料为氮化钛。

6.根据权利要求1所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，形成所述金属接触孔的方法包括：在所述介质层表面形成具有开口的第二掩膜层，所述开口位于互连金属层上方；沿所述开口刻蚀介质层至互连金属层表面，形成接触孔；在所述接触孔内填充金属材料，形成连接所述互连金属层的金属接触孔。

7.根据权利要求6所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述金属材料为铜、铝或者钨。

8.根据权利要求6所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，还包括：在所述接触孔内壁表面形成扩散阻挡层之后，再在所述接触孔内填充金属材料，形成金属接触孔。

9.根据权利要求8所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述扩散阻挡层的材料为TiN或TaN。

10.根据权利要求1所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述退火处理的退火温度为200℃～1100℃，持续时间为30s～120s。

11.根据权利要求1所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述第一掩膜层的材料为氧化硅、底部抗反射层和光刻胶层。

12.根据权利要求1所述的金属互连结构的形成方法，其特征在于，所述半导体衬底内形成有静态随机存储器单元，所述有源区为静态随机存储器单元内的晶体管的源极或漏极。

13.根据权利要求1至权利要求12所述的任意一项权利要求所述的金属互连结构的形成方法所形成的金属互连结构，其特征在于，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底内具有有源区和包围所述有源区的隔离结构；

位于所述有源区表面的金属硅化物层；

位于所述隔离区上与所述有源区表面的金属硅化物层连接的互连金属层；

位于所述半导体衬底表面的介质层，所述介质层覆盖所述金属硅化物层、隔离结构以及互连金属层；

位于所述介质层内的接触孔，所述接触孔底面位于金属互连层表面；

位于所述接触孔内的金属接触孔，所述金属接触孔通过所述互连金属层与有源区相连。

14.根据权利要求13所述的金属互连结构，其特征在于，所述金属接触孔完全位于所述互连金属层表面。

15.根据权利要求13所述的金属互连结构，其特征在于，所述互连金属层的材料为Co、TiN、Ni或Ti。

16.根据权利要求13所述的金属互连结构，其特征在于，所述金属接触孔的材料为铜、铝或者钨。

17.根据权利要求13所述的金属互连结构，其特征在于，所述金属接触孔包括位于接触孔内壁表面的扩散阻挡层和位于所述扩散阻挡层表面的填充满所述接触孔的金属材料层。

18.根据权利要求17所述的金属互连结构，其特征在于，所述扩散阻挡层的材料为TiN或TaN，所述金属材料层的材料为铜、铝或者钨。