[发明专利]改善器件铝穿通及阈值电压收敛性的方法

说明书

本发明提供一种改善器件铝穿通及阈值电压收敛性的方法，所述方法包括：提供一半导体结构，所述半导体结构形成有接触孔；利用第一直流磁控溅射和腔体侧壁电磁场的同时作用以于所述接触孔的底部及侧壁形成第一阻挡层；利用第二直流磁控溅射和腔体侧壁电磁场的同时作用以于所述第一阻挡层的表面形成第二阻挡层；利用反溅射工艺对形成于所述接触孔底部的所述第二阻挡层进行反溅射，以减薄形成于所述接触孔底部的所述第二阻挡层的厚度，并增加形成于所述接触孔侧壁的所述第二阻挡层的厚度。通过本发明解决了以现有的形成金属阻挡层的方法易导致器件发生铝穿通，且阈值电压收敛性不好的问题。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种改善器件铝穿通及阈值电压收敛性的方法。

背景技术

超结(super junction)辐照品通过接触孔工艺将位于硅片上的器件的各个电极引出至介质层上，并利用多层金属互联将电极引出，以便于后段进行封装。而在接触孔刻蚀形成之后，通常会采用金属铝对其进行填充，然而，金属铝与衬底硅之间存在相互扩散的问题，且在加热过程中，金属铝和衬底硅会因相互扩散形成微合金，此过程被称为结“穿通”，因此，在界面处容易形成铝钉(Spiking)(如图1所示)，而铝钉的存在将会导致器件漏电或失效。为了解决这一问题，通常在金属铝和衬底硅之间形成阻挡层金属来改善铝和衬底硅因直接接触所产生的上述问题。

而在接触孔内形成阻挡层金属时，若采用直流电，交流电，腔体侧壁电磁场同时作用磁控溅射工艺，会使得从靶材上溅射下的原子垂直淀积在晶圆上，因此，会使得接触孔底部覆盖好，而侧壁台阶覆盖相对较差，在这种情况下，接触孔侧壁的填充效果差，从而导致接触孔拐角处阻挡层金属偏薄，也就不能起到很好的阻挡金属铝的效果，导致铝钉的形成。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善器件铝穿通及阈值电压收敛性的方法，用于解决以现有的形成金属阻挡层的方法易导致器件发生铝穿通，且阈值电压收敛性不好的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善器件铝穿通及阈值电压收敛性的方法，所述方法包括：

提供一半导体结构，所述半导体结构形成有接触孔；

利用第一直流磁控溅射和腔体侧壁电磁场的同时作用以于所述接触孔的底部及侧壁形成第一阻挡层；

利用第二直流磁控溅射和所述腔体侧壁电磁场的同时作用以于所述第一阻挡层的表面形成第二阻挡层；

利用反溅射工艺对形成于所述接触孔底部的所述第二阻挡层进行反溅射，以减薄形成于所述接触孔底部的所述第二阻挡层的厚度，并增加形成于所述接触孔侧壁的所述第二阻挡层的厚度。

可选地，所述第一阻挡层的材质包括金属钛。

可选地，所述第二阻挡层的材质包括氮化钛。

可选地，所述第一直流磁控溅射和所述腔体侧壁电磁场的作用条件为：电源功率为25000W～35000W，氩气的流量小于10sccm，作用时间为40s～90s。

可选地，所述第二直流磁控溅射和所述腔体侧壁电磁场的作用条件为：电源功率为25000W～35000W，氩气的流量小于10sccm，氮气的流量为100sccm～150sccm，作用时间为2min～10min。

可选地，所述反溅射工艺的作用条件为：偏压功率为800W～1200W，作用时间为20s～200s。

可选地，所述方法还包括于所述第二阻挡层的表面形成铝层的步骤。

可选地，所述半导体结构包括半导体衬底及形成于所述半导体衬底表面的介质层。

可选地，所述半导体衬底包括硅衬底。