[发明专利]金属导电结构及半导体器件的制备方法

权利要求书

1.一种金属导电结构的制备方法，其特征在于，包括：

提供一具有开口的衬底，并将所述衬底置于一反应腔中；

通入包括金属化合物前驱体气体的第一组前驱物气体至所述反应腔中，以形成金属阻挡层于所述开口的底壁和侧壁上；以及，

通入包括所述金属化合物前驱体气体的第二组前驱物气体至所述反应腔中，以形成金属填充层于在所述开口中，所述金属填充层填满所述开口以形成金属导电结构。

2.如权利要求1所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，所述金属导电结构为接触插塞、金属互连线或金属栅极。

3.如权利要求1所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，提供所述开口的所述衬底的步骤包括：

提供形成有铜导电结构的基底，所述铜导电结构为铜导线；

依次形成铜阻挡层和层间介质层于所述基底和铜导电结构上；以及，

依次刻蚀所述层间介质层和铜阻挡层，以形成开口于所述层间介质层中，且所述开口贯穿所述铜阻挡层以暴露出所述铜导电结构的部分或全部顶表面。

4.如权利要求1所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，

形成所述金属阻挡层的步骤包括：采用脉冲原子层沉积的方法，将所述第一组前驱体气体中的各种前驱体气体按顺序依次通入所述反应腔中，以形成所述金属阻挡层；和/或，

形成所述金属填充层的步骤包括：采用化学气相沉积的方法，将所述第二组前驱体气体中的各种前驱体气体同时通入所述反应腔中，以形成所述金属填充层于所述开口中，且使得所述金属填充层填满所述开口。

5.如权利要求4所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，在形成所述金属填充层之前，采用脉冲原子层沉积的方法，将包括所述金属化合物前驱体气体的第三组前驱体气体中的各种前驱体气体依次通入所述反应腔内，以形成种子层于所述金属阻挡层的表面上。

6.如权利要求5所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，所述金属填充层为钨，所述金属阻挡层为氮化钨，所述种子层为钨，所述金属化合物前驱体气体为钨化合物。

7.如权利要求6所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，所述第二组前驱体气体还包括氢气；所述第一组前驱体气体和第三组前驱体气体均还包括非金属化合物气体，所述非金属化合物气体包括硼烷化合物和/或硅烷化合物；所述第一组前驱体气体还包括含氮气体。

8.如权利要求7所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，所述钨化合物气体的流量为30sccm～600sccm；所述非金属化合物气体的流量为30sccm～600sccm；所述含氮气体为氨气，流量为30sccm～600sccm；所述氢气的流量为50sccm～20000sccm。

9.如权利要求5至8中任一项所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，循环通入所述第一组前驱体气体的次数为3～50次；循环通入所述第三组前驱体气体的次数为1～10次。

10.如权利要求9所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，采用所述脉冲原子层沉积的方法通入每组前驱体气体的过程中，在通入前一种前驱体气体之后且在通入后一种前驱体气体之前，还采用惰性气体对所述反应腔进行清洗净化。

11.如权利要求1所述的金属导电结构的制备方法，其特征在于，在形成所述金属阻挡层之前，将所述反应腔内的温度设定为200℃～440℃，压力调整到10torr～300torr。

12.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，采用权利要求1至11中任一项所述的金属导电结构的制备方法，制备所需的金属导电结构。