本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制備方法、電子裝置。

背景技術(shù)：

隨著集成電路技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，芯片上將集成更多器件，芯片也將具有更快的速度。在這些要求的推進(jìn)下，器件的幾何尺寸將不斷縮小，在芯片的制造工藝中不斷采用新材料、新技術(shù)和新的制造工藝。目前半導(dǎo)體器件的制備工藝逐漸成熟。

在半導(dǎo)體器件制備過程中通常需要使用接觸孔104進(jìn)行電連接，在接觸孔的制備過程中，如圖2所示，通常先蝕刻襯底101上的介電層102、粘結(jié)膠層103以形成接觸孔開口，然后在所述接觸孔開口中填充導(dǎo)電材料并進(jìn)行平坦化，以形成接觸孔104；在平坦化的過程中通常是首先平坦化所述導(dǎo)電材料，例如w，然后在平坦化所述粘結(jié)膠層103，最后至所述介電層102以形成接觸孔，如圖1a-1b所示。

目前所述方法會(huì)引起內(nèi)聯(lián)缺陷，特別是當(dāng)所述介電層由peox變?yōu)楦呱顚挶裙に?highaspectratioprocess，harp)氧化物以后，所述內(nèi)聯(lián)缺陷變的更加嚴(yán)重，由于所述harp氧化物沒有進(jìn)行退火，其更加柔軟，因此在harp氧化物表面形成大量細(xì)微劃痕，成為影響器件良率的主要因素，使器件良率大大降低。

其中，在導(dǎo)電材料材料的表面會(huì)形成一些副產(chǎn)物以及在表面形成一些w微粒的痕跡，引起所述harp氧化物表面形成大量細(xì)微劃痕。

隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷縮小，半導(dǎo)體器件的穩(wěn)定性成為影響器件性能的重要因素，目前通過上述方法制備得到的接觸孔通常會(huì)發(fā)生連接不穩(wěn)定的情況，影響了半導(dǎo)體器件的性能和良率。

因此需要對(duì)目前所述接觸孔的制備方法作進(jìn)一步的改進(jìn)，以便消除上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

本發(fā)明為了克服目前存在問題，提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：

提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有介電層，所述介電層中形成有接觸孔；

形成填充所述接觸孔的導(dǎo)電材料；

執(zhí)行氧化步驟，以氧化在形成所述導(dǎo)電材料的過程中所述介電層表面殘留的導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物，形成容易去除的氧化物，其中，所述氧化步驟選用氧化劑和催化劑對(duì)所述介電層表面殘留的導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物進(jìn)行氧化，同時(shí)添加抑制劑，以防止所述接觸孔開口中的所述導(dǎo)電材料的氧化；

對(duì)形成的所述容易去除的氧化物進(jìn)行平坦化并清洗，以去除所述容易去除的氧化物。

可選地，形成填充所述接觸孔的導(dǎo)電材料的同時(shí)在所述介電層的表面上也形成有所述導(dǎo)電材料，并對(duì)所述導(dǎo)電材料進(jìn)行平坦化，以去除所述介電層的表面上的所述導(dǎo)電材料。

可選地，在所述介電層和所述導(dǎo)電材料之間還形成有粘結(jié)膠層。

可選地，在所述導(dǎo)電材料平坦化之后，所述方法還進(jìn)一步包括對(duì)所述粘結(jié)膠層進(jìn)行平坦化的步驟。

可選地，所述方法還進(jìn)一步包括：

對(duì)所述介電層進(jìn)行平坦化，以得到平滑的表面。

可選地，所述介電層為高深寬比工藝氧化物，所述導(dǎo)電材料選用金屬鎢。

可選地，對(duì)所述氧化物進(jìn)行低壓平坦化和高壓清洗，以去除所述氧化物。

可選地，選用去離子水進(jìn)行所述清洗。

本發(fā)明還提供了一種基于上述的方法制備得到的半導(dǎo)體器件。

本發(fā)明還提供了一種電子裝置，包括上述的半導(dǎo)體器件。

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，在所述方法中通過對(duì)接觸孔制備過程中金屬層(例如w)平坦化后的副產(chǎn)物以及金屬顆粒的殘留進(jìn)行氧化、清洗去除，得到了更好的表面特性，防止了所述介電層，例如harp氧化物表面形成大量細(xì)微劃痕，通過所述改進(jìn)進(jìn)一步提高了所述半導(dǎo)體器件的良率和性能，而且所述方法簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用范圍廣。

附圖說明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，

圖1a-1b為現(xiàn)有技術(shù)中所述半導(dǎo)體器件的制備過程示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中所述半導(dǎo)體器件的制備的工藝流程圖；

圖3為本發(fā)明一具體地實(shí)施中所述半導(dǎo)體器件的制備的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖诰娱g的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用來區(qū)分一個(gè)元件、部件、 區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀?。因此，示例性術(shù)語“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說明書中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

實(shí)施例一

本發(fā)明中為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一具體地實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明，其中圖3為本發(fā)明一具體地實(shí)施中所述半導(dǎo)體器件的制備的工藝流程圖。

執(zhí)行步驟201，提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成有介電層，在所述介電層的接觸孔開口中填充有導(dǎo)電材料，在所述介電層的表面上也形成有所述導(dǎo)電材料。

具體地，首先，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底可以是以下所提到的材料中的至少一種：硅、絕緣體上硅(soi)、絕緣體上層疊硅(ssoi) 等。

此外，半導(dǎo)體襯底上可以被定義有源區(qū)。在該有源區(qū)上還可以包含有其他的有源器件，為了方便，在所示圖形中并沒有標(biāo)示。

然后在所述襯底上形成淺溝槽隔離，所述淺溝槽隔離的形成方法可以選用現(xiàn)有技術(shù)中常用的方法，例如首先，在半導(dǎo)體襯底上依次形成第一氧化物層和第一氮化物層。接著，執(zhí)行干法刻蝕工藝，依次對(duì)第一氮化物層、第一氧化物層和半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕以形成溝槽。具體地，可以在第一氮化物層上形成具有圖案的光刻膠層，以該光刻膠層為掩膜對(duì)第一氮化物層進(jìn)行干法刻蝕，以將圖案轉(zhuǎn)移至第一氮化物層，并以光刻膠層和第一氮化物層為掩膜對(duì)第一氧化物層和半導(dǎo)體襯底進(jìn)行刻蝕，以形成溝槽。當(dāng)然還可以采用其它方法來形成溝槽，由于該工藝以為本領(lǐng)域所熟知，因此不再做進(jìn)一步描述。

然后，在溝槽內(nèi)填充淺溝槽隔離材料，以形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。具體地，可以在第一氮化物層上和溝槽內(nèi)形成淺溝槽隔離材料，所述淺溝槽隔離材料可以為氧化硅、氮氧化硅和/或其它現(xiàn)有的低介電常數(shù)材料；執(zhí)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝并停止在第一氮化物層上，以形成具有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

接著，在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)。

具體地，在所述半導(dǎo)體襯底上依次沉積氧化物絕緣層、柵極材料層，然后對(duì)所述的氧化物絕緣層、柵極材料層進(jìn)行刻蝕得到柵極結(jié)構(gòu)。其中，所述氧化物絕緣層可選為二氧化硅，其形成方法可以為沉積二氧化硅材料層或者高溫氧化所述半導(dǎo)體襯底來形成絕緣層，所述柵極材料層可包括多晶硅層、金屬層、導(dǎo)電性金屬氮化物層、導(dǎo)電性金屬氧化物層和金屬硅化物層中的一種或多種，其中，金屬層的構(gòu)成材料可以是鎢(w)、鎳(ni)或鈦(ti)；導(dǎo)電性金屬氮化物層可包括氮化鈦(tin)層；導(dǎo)電性金屬氧化物層可包括氧化銥(iro2)層；金屬硅化物層可包括硅化鈦(tisi)層。

可選地，所述方法還進(jìn)一步包括在所述柵極兩側(cè)形成偏移側(cè)墻(offsetspacer)。所述偏移側(cè)墻的材料例如是氮化硅，氧化硅或者氮氧化硅等絕緣材料。隨著器件尺寸的進(jìn)一步變小，器件的溝道長(zhǎng)度越來越小，源漏極的粒子注入深度也越來越小，偏移側(cè)墻的作用在于以提高形成的晶體管的溝道長(zhǎng)度，減小短溝道效應(yīng)和由于短溝道效應(yīng)引起的熱載流子效應(yīng)。在柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成偏移側(cè)墻的工藝?yán)缁瘜W(xué)氣相沉積，本實(shí)施例中，所述偏移側(cè)墻的厚度可以小到80埃。

在所述柵極結(jié)構(gòu)的偏移側(cè)壁上形成間隙壁。具體地，在所形成的偏移側(cè)墻上形成間隙壁(spacer)，所述間隙壁可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中一種或者它們組合構(gòu)成。作為本實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)化實(shí)施方式，所述間隙壁為氧化硅、氮化硅共同組成，具體工藝為：在半導(dǎo)體襯底上形成第一氧化硅層、第一氮化硅層以及第二氧化硅層，然后采用蝕刻方法形成間隙壁。

在柵極的每個(gè)側(cè)壁上形成間隙壁，包括氮化物、氧氮化物或它們的組合，是通過沉積和刻蝕形成的。間隙壁結(jié)構(gòu)可以具有不同的厚度，但從底表面開始測(cè)量，間隙壁結(jié)構(gòu)的厚度通常為10到30nm。需要說明的是，間隙壁是可選的而非必需的，其主要用于在后續(xù)進(jìn)行蝕刻或離子注入時(shí)保護(hù)柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)壁不受損傷。

沉積介電層，以覆蓋所述半導(dǎo)體襯底。

可選地，在所述介電層的上方還可以形成粘結(jié)膠層。

具體地，在該步驟中，所述介電層可以選用本領(lǐng)域常用的材料，并不局限于某一種。

在本發(fā)明中所述介電層選用高深寬比工藝(highaspectratioprocess，harp)氧化物。

圖案化所述介電層，以形成接觸孔開口。具體地，例如圖案化所述介電層，以在所述源漏、柵極結(jié)構(gòu)、上形成接觸孔開口，以露出源漏、柵極結(jié)構(gòu)等。

其中，在該步驟中選用干法蝕刻以形成所述接觸孔。

然后選用導(dǎo)電材料填充所述接觸孔開口，以形成接觸孔，其中所述導(dǎo)電材料還形成于所述介電層，或所述粘結(jié)膠層上。

其中，所述導(dǎo)電材料可以選用本領(lǐng)域常用的材料，并不局限于某一種。在本發(fā)明中所述導(dǎo)電材料選用鎢。

執(zhí)行步驟202，對(duì)所述粘結(jié)膠層上的所述導(dǎo)電材料進(jìn)行平坦化，以去除所述粘結(jié)膠層的表面上的所述導(dǎo)電材料。

具體地，在該步驟中所述平坦化可以選用化學(xué)機(jī)械平坦化或者拋光等常用的平坦化方式并不局限于某一種，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。

在該步驟中拋光所述導(dǎo)電材料至所述粘結(jié)膠層，以所述粘結(jié)膠層為停止層。

執(zhí)行步驟203，對(duì)所述粘結(jié)膠層進(jìn)行平坦化至所述介電層。

具體地，在該步驟中所述平坦化可以選用化學(xué)機(jī)械平坦化或者拋光等常用的平坦化方式并不局限于某一種，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。

在該步驟中拋光所述粘結(jié)膠層至所述介電層，以所述介電層作為拋光停止層。

執(zhí)行步驟204，執(zhí)行氧化步驟，以氧化所述介電層表面殘留的導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物，形成容易去除的氧化物。

具體地，在該步驟中為了完全清除所述介電層表面殘留的導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物，首先將所述殘留的導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物變?yōu)楦尤菀兹コ奈镔|(zhì)，例如可以通過氧化，形成容易去除的氧化物。

在氧化的步驟中通過添加氧化劑和催化劑對(duì)所述介電層表面殘留的導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物進(jìn)行氧化，同時(shí)增加氧化時(shí)間，以充分的對(duì)所述導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物進(jìn)行氧化，使所述導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物去除更加徹底。

其中，在該步驟中所述催化劑可以選用強(qiáng)酸性帶有氧化性的物質(zhì)，例如包含硝酸根的物質(zhì)，更具體地，例如可以選用硝酸鐵作為氧化催化劑；此外還可以選用雙氧水。

其中所述氧化劑可以為純氧或者含氧的氣氛，或者其他類型的氧化劑，并不局限于某一種。例如可以選用雙氧水，或者一些有氧化性的氣體和酸性物質(zhì)一起通入。

可選地，在添加氧化劑和催化劑的同時(shí)還可以進(jìn)一步添加抑制劑，可以選用常規(guī)的抑制劑，并不局限于某一種，以防止對(duì)所述接觸孔開口中的所述導(dǎo)電材料氧化。例如所述抑制劑可以選用一些有機(jī)物，例如有苯環(huán)的物質(zhì)，可以在物質(zhì)表面形成保護(hù)層，或者強(qiáng)堿性物質(zhì)，在金屬表面形成鈍化層。

執(zhí)行步驟205，對(duì)形成的所述氧化物進(jìn)行平坦化并清洗，以去除所述氧化物。

具體地，在該步驟中對(duì)氧化后的導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物進(jìn)行拋光和清洗，以完全去除所述導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物。

其中，對(duì)所述氧化物進(jìn)行低壓拋光和高壓清洗，以去除所述氧化物，同時(shí)防止對(duì)所述介電層造成損壞。其中，所述低壓拋光中低壓是指壓力小于1.5psi，所述高壓清洗中的高壓是指壓力大于2.5psi。

可選地，在該步驟中，選用去離子水進(jìn)行所述清洗。

可選地，在該步驟中，選用ldf進(jìn)行所述拋光。

執(zhí)行步驟206，對(duì)所述介電層進(jìn)行平坦化，以得到平滑的表面。

具體地，在該步驟中所述平坦化可以選用化學(xué)機(jī)械平坦化或拋光等常用的平坦化方式并不局限于某一種，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。

至此，完成了本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的制造方法的相關(guān)步驟的介紹。在上述步驟之后，還可以包括其他相關(guān)步驟，此處不再贅述。并且，除了上述步驟之外，本實(shí)施例的制造方法還可以在上述各個(gè)步驟之中或不同的步驟之間包括其他步驟，這些步驟均可以通過現(xiàn)有技術(shù)中的各種工藝來實(shí)現(xiàn)，此處不再贅述。

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，在所述方法中通過對(duì)接觸孔制備過程中金屬層(例如w)平坦化后的副產(chǎn)物以及金屬顆粒的殘留進(jìn)行氧化、清洗去除，得到了更好的表面特性，防止了所述介電層，例如harp氧化物表面形成大量細(xì)微劃痕，通過所述改進(jìn)進(jìn)一步提高了所述半導(dǎo)體器件的良率和性能，而且所述方法簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用范圍廣。

參照?qǐng)D3，其中示出了本發(fā)明制備所述半導(dǎo)體器件的工藝流程圖，用于簡(jiǎn)要示出整個(gè)制造工藝的流程，包括：

步驟s1：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上形成有介電層，所述介電層中形成有接觸孔；

步驟s2：形成填充所述接觸孔的導(dǎo)電材料；

步驟s3：執(zhí)行氧化步驟，以氧化在形成所述導(dǎo)電材料的過程中所述介電層表面殘留的導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物，形成容易去除的氧化物，其中，所述氧化步驟選用氧化劑和催化劑對(duì)所述介電層表面殘留的導(dǎo)電材料顆粒和/或副產(chǎn)物進(jìn)行氧化，同時(shí)添加抑制劑，以防止所述接觸孔開口中的所述導(dǎo)電 材料的氧化；

步驟s4：對(duì)形成的所述容易去除的氧化物進(jìn)行平坦化并清洗，以去除所述容易去除的氧化物。

實(shí)施例二

本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件選用實(shí)施例一所述的方法制備。通過所述方法制備得到的半導(dǎo)體器件中所述介電層的表面性能得到進(jìn)一步提高，避免了介電層表面形成大量劃痕，以使制備得到的器件具有更好的性能和良率。

實(shí)施例三

本發(fā)明還提供了一種電子裝置，包括實(shí)施例二所述的半導(dǎo)體器件。其中，半導(dǎo)體器件為實(shí)施例二所述的半導(dǎo)體器件，或根據(jù)實(shí)施例一所述的制備方法得到的半導(dǎo)體器件。

本實(shí)施例的電子裝置，可以是手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、游戲機(jī)、電視機(jī)、vcd、dvd、導(dǎo)航儀、照相機(jī)、攝像機(jī)、錄音筆、mp3、mp4、psp等任何電子產(chǎn)品或設(shè)備，也可為任何包括所述半導(dǎo)體器件的中間產(chǎn)品。本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置，由于使用了上述的半導(dǎo)體器件，因而具有更好的性能。

本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。