[发明专利]半导体结构及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体结构及其制作工艺，且特别是涉及一种形成具有 小于500Mpa的压缩应力的钛层的半导体结构及其制作工艺。

背景技术

在集成电路的制造过程中，场效晶体管(fieldeffecttransistor)是一种极重 要的电子元件，而随着半导体元件的尺寸越来越小，晶体管的制作工艺步骤 也有许多的改进，以制造出体积小而高品质的晶体管。现有的晶体管制作工 艺是在基底上形成栅极结构之后，再于栅极结构相对两侧的基底中形成轻掺 杂漏极结构(lightlydopeddrain,LDD)。接着于栅极结构侧边形成间隙壁 (spacer)，并以此栅极结构及间隙壁做为掩模，进行离子注入步骤，以于基底 中形成源极/漏极区。而为了要将晶体管的栅极、源极、与漏极适当电连接于 电路中，因此需要形成接触插塞(contactplug)来进行导通。接触插塞中还形 成有阻障层围绕其中的低电阻率材料以防止低电阻率材料向外扩散至其他 区域。随着半导体元件尺寸的缩小，在接触洞(contacthole)中填入阻障层 以及低电阻率材料以形成接触插塞，并维持甚至提升半导体元件的效能，即 为目前业界发展的目标之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体结构及其制作工艺，其先形成具有小 于500Mpa的压缩应力的钛层，然后再形成氮化钛层，以避免形成氮化钛层 的制作工艺高温使所形成的半导体结构产生气泡而引发碎屑，污染其他区域 的结构。

为达上述目的，本发明提出一种半导体结构，包含有一介电层、一钛层、 一氮化钛层以及一金属。介电层设置于一基底上，其中介电层具有一通孔。 钛层覆盖通孔，其中钛层具有小于1500Mpa(兆帕)的拉伸应力。氮化钛层 顺应地覆盖钛层。金属填满通孔。

本发明提出一种半导体制作工艺，包含有下述步骤。首先，形成一介电 层于一基底上，其中介电层具有一通孔。接着，形成一钛层，顺应地覆盖通 孔，其中钛层具有小于500Mpa的压缩应力。接续，形成一氮化钛层，顺应 地覆盖钛层。而后，填入一金属于通孔中。

基于上述，本发明提出一种半导体结构及其制作工艺，其形成具有小于 500Mpa的压缩应力的钛层，因而即便经过后续的制作工艺高温，例如形成 氮化钛层于钛层上的制作工艺高温，或者形成金属硅化物于源/漏极中的制作 工艺高温，仍可使钛层维持为具有小于1500Mpa(兆帕)的拉伸应力。如此， 本发明可避免因制作工艺的高温，促使所形成的半导体结构产生气泡而引发 碎屑，因而污染其他区域的结构，降低良率。

附图说明

图1-图8为本发明一第一实施例的半导体制作工艺的剖面示意图；

图9-图10为本发明一第二实施例的半导体制作工艺的剖面示意图。

符号说明

10：绝缘结构

20、20a：盖层

110：基底

122：介电层

124：功函数层

126：低电阻率材料

132：轻掺杂源/漏极

134：源/漏极

136：外延结构

140：接触洞蚀刻停止层

150、150a、180、280：介电层

162、162a、292a、292b：钛层

164、164a、294a、294b：氮化钛层

166、166a、296a、296b：金属

170、270：金属硅化物

C：栅极通道

C1、C2、C3、C4：接触插塞

G：栅极

M：MOS晶体管

P1：清洗制作工艺

P2：退火制作工艺

S1、S2：顶面

T1、T2、T3：顶部

V、V1、V2：通孔

具体实施方式