[发明专利]半导体元件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体元件，包括：

基底；以及

介电层，形成于所述基底上且与所述基底接触，所述介电层中具有多个开口，所述开口的侧壁具有凹凸轮廓，所述开口是单镶嵌开口或是双镶嵌开口，所述开口的侧壁与所述基底的表面呈一角度θ，使所述开口的剖面呈倒梯型；

其中，在所述介电层的每个开口中，均具有势垒层以及导体插塞，所述势垒层覆盖介电层的表面以及所述开口的侧壁，所述导体插塞覆盖所述势垒层，且所述势垒层和所述导体插塞共同作为连接结构，均具有凹凸的轮廓；

其中，所述介电层包括多个第一层以及至少一第二层，所述第二层夹于两个所述第一层之间，于所述第一层与所述第二层中形成所述开口的方法包括等离子体刻蚀法，使用的一射频功率为300瓦～5000瓦，使用的气体包括碳数为1～5的全氟烃、碳数为1～2的氟代烃、O₂、Ar、N₂的混合气体；

所述连接结构是单镶嵌结构或双镶嵌结构，所述单镶嵌结构是接触窗或介层窗，所述双镶嵌结构是导线与接触窗或导线与介层窗，所述导线是位线或字线。

2.根据权利要求1所述的半导体元件，其中所述第一层的材料与所述第二层的材料不同。

3.根据权利要求2所述的半导体元件，其中所述介电层包括多个所述第二层，所述第二层与所述第一层相互交替，其中所述第二层相对于所述第一层凸出，而延伸至所述开口中。

4.根据权利要求2所述的半导体元件，其中所述第一层包括氧化物、低介电系数介电材料、旋涂材料或其组合，所述第二层包括氮化物、碳化物、氮碳化物、氮氧化物或其组合。

5.一种权利要求1至4中任一项所述的半导体元件的制造方法，包括：

于基底上交替形成多个第一层与至少一第二层；

于所述第一层与所述第二层中形成多个开口；

移除所述开口的侧壁上的部分所述第一层，使所述开口形成为具有凹凸轮廓的侧壁；

于所述开口的侧壁上形成势垒层，以覆盖所述开口的侧壁；以及

于所述开口中填入导体层，形成导体插塞覆盖于所述势垒层；

其中，所述势垒层和所述导体插塞共同作为连接结构，均具有凹凸的轮廓；于所述第一层与所述第二层中形成所述开口的方法包括等离子体刻蚀法，使用的一射频功率为300瓦～5000瓦，使用的气体包括碳数为1～5的全氟烃、碳数为1～2的氟代烃、O₂、Ar、N₂的混合气体；所述开口是单镶嵌开口或是双镶嵌开口，所述开口的侧壁与所述基底的表面呈一角度θ，使所述开口的剖面呈倒梯型。

6.根据权利要求5所述的半导体元件的制造方法，其中移除所述开口的侧壁上的部分所述第一层，使所述开口形成为具有凹凸轮廓的侧壁的步骤所使用的方法、气体与形成所述开口的步骤所使用的方法、气体相同，但降低所述射频功率，并将O₂的流量增加为1.5倍～3倍。

7.根据权利要求5所述的半导体元件的制造方法，其中移除所述开口的侧壁上的部分所述第一层的方法包括等向性刻蚀，所述第一层对所述第二层的刻蚀选择比为1.5∶1～100∶1。

8.根据权利要求7所述的半导体元件的制造方法，其中所述等向性刻蚀包括等离子体刻蚀法，所述等离子体刻蚀法包括使用远程等离子体，所述远程等离子体使用的气体包括NF₃/NH₃/H₂或HF/H₂/NH₃气体。

9.根据权利要求7所述的半导体元件的制造方法，其中，所述等向性刻蚀包括湿法刻蚀法，所述湿法刻蚀法包括使用稀释氢氟酸或刻蚀缓冲液。