[发明专利]半导体器件结构及其形成方法

权利要求书

1.一种形成半导体器件结构的方法，包括：

在半导体衬底上的介电层中形成沟槽；

通过选择性沉积在所述沟槽的下部中形成第一金属的底部金属部件；

在所述沟槽的上部中沉积阻挡层，所述阻挡层直接接触所述底部金属部件的顶面和所述介电层的侧壁；以及

在所述阻挡层上形成填充在所述沟槽的上部中的第二金属的顶部金属部件，其中，所述第二金属的组成与所述第一金属不同。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述底部金属部件的形成包括沉积与所述介电层直接接触的所述第一金属；以及

所述顶部金属部件的形成包括在所述阻挡层上沉积所述第二金属，从而使得所述顶部金属部件通过所述阻挡层与所述介电层分隔开。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，沉积阻挡层包括在所述沟槽的上部中的所述介电层的侧壁上沉积所述阻挡层，其中，所述阻挡层没有位于所述沟槽的下部内的所述介电层的部分上。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述底部金属部件的形成包括形成钌(Ru)的底部金属部件；

所述阻挡层的沉积包括沉积氮化钽(TaN)膜和位于所述氮化钽膜上的钽(Ta)膜；以及

所述顶部金属部件的形成包括形成铜(Cu)的所述顶部金属部件。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述底部金属部件的形成包括在100℃和200℃之间的范围内的沉积温度下使用含钌前体通过实施化学汽相沉积(CVD)工艺沉积钌。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述顶部金属部件的形成包括：

通过原子层沉积(ALD)和物理汽相沉积(PVD)中的一种在所述阻挡层上形成铜的晶种层；

通过镀将铜填充在所述沟槽的上部中的所述晶种层上；以及

实施化学机械抛光(CMP)工艺。

7.一种形成半导体器件结构的方法，包括：

接收具有形成在其上的场效应晶体管和电连接至所述场效应晶体管的下面的导电堆叠件的半导体衬底；

在所述半导体衬底上沉积介电层；

在所述介电层中形成沟槽，从而使得所述导电部件暴露在所述沟槽内，其中，所述沟槽包括下部和从所述下部连续延伸的上部；

通过自底向上沉积在所述沟槽的下部中形成第一金属的底部金属部件，其中，所述第一金属与所述下面的导电堆叠件不同；

在所述底部金属部件上并且在所述沟槽的上部内沿所述介电层的侧壁沉积阻挡层；以及

在所述阻挡层上形成第二金属的顶部金属部件，从而将所述第二金属填充在所述沟槽的上部中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，

所述底部金属部件的形成包括沉积与所述介电层和所述下面的导电堆叠件的顶面直接接触的所述第一金属；以及

所述顶部金属部件的形成包括在所述阻挡层上沉积所述第二金属，使得所述第二金属通过所述阻挡层与所述介电层和所述底部金属部件分隔开。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，沉积阻挡层包括沉积所述阻挡层，所述阻挡层直接位于所述沟槽的上部中的所述介电层的第一部分上，并且没有位于所述沟槽的下部中的所述介电层的第二部分上。

10.一种半导体器件结构，包括：

场效应晶体管，形成在半导体衬底上，其中，所述场效应晶体管包括设置在所述半导体衬底的有源区域上的栅极堆叠件，以及形成在所述有源区域上并且由所述栅极堆叠件插入的源极/漏极(S/D)部件；以及

导电部件，形成在介电层中并且电连接至所述栅电极和所述源极/漏极部件中的至少一个，其中，所述导电部件包括：

第一金属的底部金属部件，直接接触所述介电层；

第二金属的顶部金属部件，位于所述底部金属部件上方，其中，所述第二金属的组成与所述第一金属不同；以及

阻挡层，围绕所述顶部金属部件并且将所述底部金属部件与所述顶部金属部件分隔开。