[发明专利]一种金属钨的沉积方法以及金属钨的沉积结构

说明书

本发明实施例公开了一种金属钨的沉积方法，所述方法包括：形成钨形核层；基于所述钨形核层沉积第一钨生长层；对所述第一钨生长层执行退火工艺；在退火后的所述第一钨生长层上沉积第二钨生长层。本发明实施例还公开了一种基于所述沉积方法形成的金属钨的沉积结构。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种金属钨的沉积方法以及金属钨的沉积结构。

背景技术

在半导体器件制造工艺中，金属钨(W)作为导线和接触通孔的填充材料具有广泛的应用意义。如在动态随机存储存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)和三维NAND闪存(3D NAND flash)器件等存储器件的制备工艺中，金属钨材料被广泛应用于铜制程之后的互联结构中。

在现有工艺中，为了实现良好的填充性能，一般采用低温环境的化学气相沉积的生长方式形成金属钨。但是在低温条件下，形成的金属钨通常会晶粒较小，电阻率和应力较高；沉积过程中用到的反应气体六氟化钨(WF₆)在钨生长时，其中的氟元素很容易积聚在金属钨晶粒的晶界且无法逃逸出去，氟含量高，沉积的钨层纯度差。因此，如何改善金属钨的沉积效果，改善半导体器件的电性能，提高半导体器件的良率，是本领域目前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种金属钨的沉积方法以及金属钨的沉积结构。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种金属钨的沉积方法，所述方法包括：

形成钨形核层；

基于所述钨形核层沉积第一钨生长层；

对所述第一钨生长层执行退火工艺；

在退火后的所述第一钨生长层上沉积第二钨生长层。

上述方案中，所述第一钨生长层在第一温度下沉积形成，所述第二钨生长层在第二温度下沉积形成，所述第二温度高于所述第一温度。

上述方案中，所述执行退火工艺在第二温度下进行。

上述方案中，所述第二温度在420℃以上。

上述方案中，所述执行退火工艺在氢气气氛下进行。

上述方案中，在沉积所述第二钨生长层后，所述方法还包括：

对所述第二钨生长层执行退火工艺；

在退火后的所述第二钨生长层上沉积第三钨生长层。

上述方案中，所述第三钨生长层与所述第二钨生长层在相同的温度下沉积形成。

上述方案中，所述金属钨的沉积方法在一化学气相沉积装置内的多个沉积位置上执行，所述多个沉积位置分布在所述装置内的多个不同空间位置上，所述装置在所述多个沉积位置上能够分别独立执行化学气相沉积工艺；所述退火工艺与所述沉积第二钨生长层在所述装置的同一沉积位置上执行。

上述方案中，所述沉积第一钨生长层的部分过程与所述形成钨形核层在所述装置的同一沉积位置上执行。

上述方案中，在所述金属钨的沉积方法中采用的反应气体包括：六氟化钨。

本发明实施例还提供了一种金属钨的沉积结构，所述金属钨的沉积结构通过上述方案中任意一项所述的方法沉积形成。