[发明专利]半导体装置及其形成方法

说明书

本公开涉及半导体装置及其形成方法。在接触插塞的黏合层上使用氮等离子体处理，氮等离子体处理的结果为氮并入到黏合层中。当接触插塞沉积在开口中时，在接触插塞和黏合层之间形成金属氮化物中间层。在绝缘层中的开口上使用氮等离子体处理，氮等离子体处理的结果为氮并入到开口处的绝缘层中。当接触插塞沉积在开口中时，在接触插塞和绝缘层之间形成金属氮化物中间层。

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造技术，且特别有关于增加半导体装置的导电插塞的附着力的方法及其形成的半导体装置。

背景技术

半导体装置用于各种电子应用中，例如个人电脑、手机、数码相机和其他电子设备。通常通过在半导体基底上依序沉积绝缘或介电层、导电层和半导体材料层，并使用光刻技术将各种材料层图案化，以在半导体基底上形成电路组件和元件来制造半导体装置。

半导体工业通过持续缩减最小部件尺寸，而持续改善各种电子元件(例如晶体管、二极管、电阻器、电容器等)的集成密度，这让更多元件整合到给定区域中。但是，随着最小部件尺寸的缩减，出现了需要克服的其他问题。

发明内容

根据一些实施例，提供半导体装置的形成方法。此方法包含在结构的绝缘层中形成开口，以及在开口中沉积粘合层。此方法还包含将氮原子并入粘合层中，以及沉积金属到开口中，此金属形成介于金属插塞和粘合层之间的中间层，中间层包含金属和氮的化合物。

根据一些实施例，提供半导体装置的形成方法。此方法包含在绝缘层中形成开口，开口具有侧壁和底部，以及用氮基等离子体工艺处理开口的侧壁和底部，氮基等离子体工艺将自由氮原子并入开口的侧壁和底部。此方法还包含在开口中形成金属插塞，金属插塞包含金属，此金属与自由氮原子结合，以在金属插塞与开口的侧壁和底部之间形成中间层。

根据一些实施例，提供半导体装置。此半导体装置包含目标区域，以及在目标区域上方的绝缘层。此半导体装置还包含金属插塞设置在绝缘层内，金属插塞从绝缘层的顶部延伸到目标区域，金属插塞包含第一材料。此半导体装置也包含中间层设置在金属插塞和绝缘层之间，中间层包含第一材料和氮的化合物，自由氮原子围绕中间层。

附图说明

为了让本发明实施例能更容易理解，以下配合说明书附图作详细说明。应该注意，根据工业上的标准范例，各个部件未必按照比例绘制。实际上，为了让讨论清晰易懂，各个部件的尺寸可以被任意放大或缩小。

图1为鳍式场效晶体管(fin field effect transistor，FinFET)的范例的三维示意图。

图2A至图23C为根据一些实施例说明形成鳍式场效晶体管的过程的各个中间阶段。

图24为根据一些实施例，说明一些被处理的示范材料的润湿状态，并且以百分比说明比较一些实施例的工艺的去湿润和当实施例的工艺未使用时的去湿润。

图25至图32为根据一些实施例说明在绝缘层上形成金属的各个中间阶段。

图33为根据一些实施例说明接触件的材料性质的图表。

附图标记说明：

30～鳍式场效晶体管(FinFET)；

50～基底；

52～半导体条；

54～隔离区；

56～鳍片；

53、62、72～遮罩；

53A、62A～第一遮罩层；

53B、62B～第二遮罩层；

55～沟槽；

H₀～高度；