[发明专利]半导体结构的形成方法

说明书

一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，衬底内具有初始第一导电层；在衬底上形成第一介质层；在第一介质层内形成第一开口，第一开口暴露出部分初始第一导电层表面；在第一开口底部的初始第一导电层内形成初始第二开口；对初始第二开口底部表面和侧壁表面的初始第一导电层进行非晶化处理，形成第一导电层和位于第一导电层内的改性区，改性区的材料为非晶态的初始第一导电层的材料；对改性区进行第一退火处理，使改性区晶化为第二导电层，并在第一开口底部的第二导电层内形成第二开口，第一开口在衬底上的投影面积小于第二开口在衬底上的投影面积。所述方法形成的半导体结构性能得到了提升。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构的形成方法。

背景技术

金属互连结构是半导体器件中不可或缺的结构，用于实现有源区与有源区之间的互连、晶体管和晶体管之间的互连、或者不同层金属线之间的互连，完成信号的传输和控制。因此，在半导体制造过程中，金属互连结构的形成对半导体器件的性能以及半导体制造成本有着很大的影响。为了增加器件的密度，在集成电路中的半导体器件的尺寸已经被不断减小，为了实现各个半导体器件的电连接，通常需要多层互连结构。

一般的，在半导体器件制造过程的后端互连工艺中，第一层金属层(M1)需要与下层的有源器件结构(包含源漏区域和栅极结构区域)之间形成电学连接。因此，在形成第一层金属层之前，通常需要预先形成半导体器件的局部互连结构(Local Interconnect)。所述局部互连结构包含：与下层的源漏区之间电连接的第零层金属层(M0)、以及与栅极结构之间电连接的第零层栅金属层(M0G)。

然而，现有技术中具有局部互连结构的半导体结构的制造工艺复杂，且形成的半导体结构的性能有待进一步提高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种半导体结构的形成方法，以提升半导体结构的性能。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种半导体结构的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底内具有初始第一导电层；在衬底上形成第一介质层；在第一介质层内形成第一开口，所述第一开口暴露出部分初始第一导电层表面；在第一开口底部的初始第一导电层内形成初始第二开口；对所述初始第二开口底部表面和侧壁表面的初始第一导电层进行非晶化处理，形成第一导电层和位于第一导电层内的改性区，所述改性区的材料为非晶态的初始第一导电层的材料；对所述改性区进行第一退火处理，使所述改性区晶化为第二导电层，并在第一开口底部的第二导电层内形成第二开口，所述第一开口在衬底上的投影面积小于所述第二开口在衬底上的投影面积，且所述第一开口在衬底上的投影位于第二开口在衬底上的投影范围内。

可选的，对所述初始第二开口的底部表面和侧壁表面进行非晶化处理的方法包括：对部分所述初始第一导电层进行氧化处理形成氧化层；对所述氧化层进行还原处理形成改性区。

可选的，所述氧化处理的工艺包括气体氧化工艺，所述气体氧化工艺的气体包括含氧气或臭氧的气体；所述氧化工艺的参数范围：气体流量为30sccm～500sccm，温度为100摄氏度～500摄氏度，时间为10秒～500秒，功率为0瓦～500瓦。

可选的，所述还原处理的工艺包括气体还原工艺，所述气体还原工艺的气体包括含氢气的气体；所述还原工艺的参数范围：气体流量为10sccm～5000sccm，温度为100摄氏度～500摄氏度，时间为10秒～500秒。

可选的，对所述初始第二开口的底部表面和侧壁表面进行非晶化处理的方法包括：对部分所述初始第一导电层进行氮化处理形成氮化层；对所述氮化层进行还原处理形成改性区。

可选的，对所述初始第二开口的底部表面和侧壁表面进行非晶化处理的方法包括：对所述初始第二开口的底部表面和侧壁表面进行等离子气体轰击处理，形成所述改性区。

可选的，所述第二开口大于第一开口的尺寸范围为：2纳米～5纳米。