[发明专利]包括具有晶核结构的导电结构的半导体器件及其形成方法

说明书

一种半导体器件和形成其的方法，该半导体器件包括：具有开口的绝缘结构；设置在开口中的导电图案；覆盖导电图案的底表面的阻挡结构，阻挡结构在导电图案与开口的侧壁之间延伸；以及晶核结构，设置在导电图案与阻挡结构之间。晶核结构包括接触阻挡结构的第一晶核层和接触导电图案的第二晶核层，并且第二晶核层的顶端部分高于第一晶核层的顶端部分。

技术领域

本发明构思涉及半导体器件和形成半导体器件的方法，并且更具体地，涉及包括具有晶核结构的导电结构的半导体器件以及形成包括上述导电结构的半导体器件的方法。

背景技术

随着近来半导体器件集成度不断提高的趋势，配置半导体器件的元件的尺寸已经减小。例如，由诸如例如接触插塞的金属材料形成的元件的尺寸已经减小。然而，随着接触插塞的尺寸减小，其中可能产生的小缺陷正日益影响半导体器件的性能或操作特性。

发明内容

本发明构思的实施方式提供一种半导体器件，该半导体器件包括可以减少缺陷产生的导电结构。

本发明构思的实施方式可以提供一种半导体器件，该半导体器件包括可以提高电特性的导电结构。

本发明构思的实施方式提供一种半导体器件，该半导体器件包括：具有开口的绝缘结构；设置在开口中的导电图案；阻挡结构，在导电图案与开口的侧壁之间延伸，阻挡结构覆盖导电图案的底表面；以及晶核结构，设置在导电图案与阻挡结构之间。晶核结构包括接触阻挡结构的第一晶核层和接触导电图案的第二晶核层，并且第二晶核层的顶端部分在第一晶核层的顶端部分之上。

本发明构思的实施方式提供一种半导体器件，该半导体器件包括：具有开口的第一绝缘结构；以及设置在开口中的第一导电结构。第一导电结构包括阻挡结构、晶核结构和导电图案。阻挡结构和晶核结构在导电图案和第一绝缘结构之间延伸，阻挡结构覆盖导电图案的底表面。晶核结构设置在阻挡结构和导电图案之间。晶核结构包括第一杂质元素。晶核结构包括接触阻挡结构的第一晶核层和接触导电图案的第二晶核层。第一晶核层中的第一杂质元素的浓度比第二晶核层中的第一杂质元素的浓度高。

本发明构思的实施方式提供一种形成半导体器件的方法，该方法包括：形成阻挡材料层；在阻挡材料层上形成晶核材料层；以及在晶核材料层上形成导电材料层。晶核材料层通过执行使用第一还原材料、第二还原材料和源材料的沉积工艺形成。第一还原材料关于源材料的吉布斯自由能低于第二还原材料关于源材料的吉布斯自由能。形成晶核材料层包括形成接触阻挡材料层的第一晶核材料的初始单位工艺以及形成接触导电材料层的第二晶核材料的最终单位工艺。初始单位工艺包括将第一还原材料和源材料顺序地供给到工艺腔室。最终单位工艺包括将第二还原材料和源材料顺序地供给到工艺腔室。

本发明构思的实施方式提供一种形成半导体器件的方法，该方法包括：形成阻挡材料层；在阻挡材料层上形成晶核材料层；以及在晶核材料层上形成导电材料层。晶核材料层通过执行使用第一还原材料、第二还原材料和源材料的第一沉积工艺形成。形成晶核材料层包括形成是非晶的且接触阻挡材料层的第一晶核材料的初始单位工艺以及形成是晶体的且接触导电材料层的第二晶核材料的最终单位工艺。初始单位工艺包括将第一还原材料和源材料顺序地供给到工艺腔室。最终单位工艺包括将第二还原材料和源材料顺序地供给到工艺腔室。

本发明构思的实施方式还提供一种半导体器件，该半导体器件包括：设置在基板上的器件隔离区，该器件隔离区限定有源区；设置在有源区上方的栅极；覆盖栅极的侧壁的栅极绝缘间隔物；以及在有源区上方设置在栅极两侧的源极/漏极区。该栅极包括第一导电层、第二导电层和第三导电层。第三导电层设置在栅极绝缘间隔物之间。第一导电层覆盖第三导电层的侧表面和底表面。第二导电层设置在第一导电层与第三导电层之间。第二导电层包括接触第一导电层的第一晶核层和接触第三导电层的第二晶核层。第二晶核层的顶端部分在第一晶核层的顶端部分之上。