[发明专利]一种半导体器件及其制造方法、电子装置

说明书

本发明提供一种半导体器件及其制造方法、电子装置，所述方法包括：提供半导体衬底，在其上形成多层金属布线；依次沉积第一材料层和第二材料层，覆盖多层金属布线中的最上层的金属布线；对第一材料层和第二材料层的裸露表面实施疏水处理，使其具有疏水性；依次沉积第三材料层和第四材料层，覆盖第二材料层，自下而上层叠的第一材料层、第二材料层、第三材料层和第四材料层构成金属间绝缘层；沉积扩散阻挡层，覆盖第四材料层；形成电连接多层金属布线中的最上层的金属布线的顶层金属布线；沉积钝化层，覆盖顶层金属布线和露出的扩散阻挡层。根据本发明，可以阻止所述金属间绝缘层中的氟的扩散以及氟与外界水汽的接触，避免上述现象造成的器件缺陷。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，具体而言涉及一种半导体器件及其制造方法、电子装置。

背景技术

半导体器件的制程分为前段和后段，实施前段制程之后，如图1所示，在半导体衬底100上形成有前端器件，为了简化，图例中未予示出。所述前端器件是指实施半导体器件的后段制程之前形成的器件，在此并不对前端器件的具体结构进行限定。所述前端器件包括栅极结构，作为一个示例，栅极结构包括自下而上依次层叠的栅极介电层和栅极材料层；在栅极结构的两侧形成有侧壁结构，在侧壁结构两侧的半导体衬底100中形成有源/漏区，在源/漏区之间是沟道区；在栅极结构的顶部以及源/漏区上形成有自对准硅化物；形成层间绝缘层，并在层间绝缘层中形成接触孔以露出自对准硅化物；在接触孔中形成接触塞；形成底部连接接触塞的第一层金属布线；形成金属间绝缘层，以覆盖第一层金属布线。实施后段制程之后，如图1所示，在半导体衬底100上形成有多层金属布线，为了简化，图例中仅示出顶层金属布线107和最接近顶层金属布线107的另一金属布线105，为防止顶层金属布线107和另一金属布线105中的金属的扩散，在顶层金属布线107和另一金属布线105的底部和顶部分别形成有第一阻挡层108和第二阻挡层106；另一金属布线105形成于另一金属间绝缘层中，在另一金属间绝缘层中还形成于电连接顶层金属布线107和另一金属布线105的金属互连线109，为防止金属互连线109中的金属的扩散，在金属互连线109的底部和侧壁形成有第三阻挡层110；在另一金属间绝缘层上形成有钝化层111，覆盖顶层金属布线107。

如图1所示，另一金属间绝缘层包括自下而上层叠的第一材料层101、第二材料层102、第三材料层103和第四材料层104，其中，第一材料层101的材料为采用高密度等离子体沉积工艺形成的掺氟硅玻璃，第二材料层102的材料为采用等离子体增强沉积工艺形成的掺氟硅玻璃，第三材料层103的材料为氧化物，第四材料层104的材料为氮氧化硅。在二氧化硅中掺氟形成掺氟硅玻璃就是通过降低材料自身的极性来降低材料的介电常数，并且氟含量越大，掺氟硅玻璃的间隙填充和阶梯覆盖的能力越强。但是，氟的引入容易造成两种缺陷：一是氟与进入掺氟硅玻璃的水汽接触发生反应形成氢氟酸，对另一金属布线105和顶层金属布线107中的金属材料造成腐蚀；二是掺氟硅玻璃中的自由氟很容易通过第三材料层103和第四材料层104进入钝化层111中，在钝化层111中没有物质可以与氟发生化学反应，多余的氟会聚集在一起形成圆状气泡缺陷。上述两种缺陷均会造成半导体器件的失效。

因此，需要提出一种方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件的制造方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成多层金属布线；依次沉积第一材料层和第二材料层，覆盖所述多层金属布线中的最上层的金属布线；对所述第一材料层和所述第二材料层的裸露表面实施疏水处理，使所述表面具有疏水性；依次沉积第三材料层和第四材料层，覆盖所述第二材料层；沉积扩散阻挡层，覆盖所述第四材料层。

在一个示例中，实施所述疏水处理的工艺步骤包括：将所述半导体衬底浸入有机溶剂中，所述有机溶剂选用六甲基二硅氧烷；在氮气氛围下对经过所述有机溶剂浸泡的半导体衬底进行加热处理，使残留的所述有机溶剂充分挥发。

在一个示例中，所述扩散阻挡层的材料为氮化硅，沉积所述氮化硅的源气体为二氯硅烷和氨气。