接触窗结构、金属插塞及其形成方法、半导体结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114256136A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202011001855.8(22)申请日2020.09.22(71)申请人长鑫存储技术有限公司地址230601安徽省合肥市经济技术开发区空港工业园兴业大道388号(72)发明人刘杰吴秉桓应战(74)专利代理机构上海盈盛知识产权代理事务所(普通合伙)31294代理人孙佳胤高德志(51)Int.Cl.H01L21/768(2006.01)H01L23/48(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称接触窗结构、金属插塞及其形成方法、半导体结构(57)摘要一种接触窗结构、金属插塞及其形成方法，所述接触窗结构的形成方法、半导体结构，在目标层表面上形成环形垫片，所述环形垫片中间具有暴露出目标层部分表面的中央通孔；形成覆盖所述基底、目标层和环形垫片的介质层；刻蚀所述介质层，在所述介质层中形成与中央通孔连通的刻蚀孔；沿刻蚀孔和中央通孔去除所述环形垫片，使得中央通孔的尺寸变大，所述刻蚀孔与尺寸变大后的中央通孔构成接触窗结构。通过形成的环形垫片，在形成接触窗结构时，通过去除所述环形垫片时，可以使得中央通孔的尺寸变大，从而使得接触窗结构底部的尺寸会变大，在接触窗结构中形成金属插塞时，使得金属插塞底部与目标层的接触面积增大，减小了两者的接触电阻。CN114256136ACN114256136A权利要求书1/2页1.一种接触窗结构的形成方法，其特征在于，包括：提供目标层；在所述目标层表面形成环形垫片，所述环形垫片中间设置有暴露出目标层部分表面的中央通孔；形成覆盖所述目标层和环形垫片的介质层；刻蚀所述介质层，在所述介质层中形成与中央通孔连通的刻蚀孔；去除所述环形垫片，形成接触窗结构。2.如权利要求1所述的接触窗结构的形成方法，其特征在于，所述环形垫片的形成过程包括：在所述目标层部分表面上形成柱状结构；在所述柱状结构的侧壁和顶部表面和部分目标层的表面形成垫片材料层；刻蚀去除所述柱状结构顶部表面以及部分目标层的表面的垫片材料层，在所述柱状结构的侧壁表面形成环形垫片；去除所述柱状结构。3.如权利要求1所述的接触窗结构的形成方法，其特征在于，所述环形垫片的形成过程包括：在所述目标层部分表面上形成掩膜材料层，所述掩膜材料层中形成有暴露出所述目标层部分表面的第一通孔；在所述第一通孔的侧壁和底部表面以及所述掩膜材料层的表面形成垫片材料层；刻蚀去除所述掩膜材料层的表面以及通孔底部表面的垫片材料层，在所述通孔的侧壁表面形成环形垫片。4.如权利要求3所述的接触窗结构的形成方法，其特征在于，在形成所述环形垫片后，去除所述掩膜材料层，在所述目标层和环形垫片上形成介质层，或者在形成所述环形垫片后，保留所述掩膜材料层，在所述掩膜材料层上形成介质层。5.如权利要求1所述的接触窗结构的形成方法，其特征在于，形成所述介质层时，所述形成的介质层可以完全填充所述环形垫片中间的中央通孔。6.如权利要求1所述的接触窗结构的形成方法，其特征在于，形成所述介质层时，所述介质层部分填充或者不填充所述中央通孔，在所述环形垫片之间形成空气隙。7.如权利要求1所述的接触窗结构的形成方法，其特征在于，在形成所述介质层之前，在所述环形垫片中间的中央通孔中填充牺牲层，在刻蚀介质层形成刻蚀孔时，对所述牺牲层的刻蚀速率大于对所述介质层的刻蚀速率。8.如权利要求1所述的接触窗结构的形成方法，其特征在于，所述环形垫片的厚度为所述中央通孔尺寸的3倍及以上。9.如权利要求1所述的接触窗结构的形成方法，其特征在于，在形成接触窗的过程中，所述目标层有部分被刻蚀掉。10.如权利要求1所述的接触窗结构的形成方法，其特征在于，提供基底，所述目标层形成于基底中，所述基底露出所述目标层的表面。11.一种金属插塞的形成方法，其特征在于，包括：采用权利要求1-10任一项所述的方法形成接触窗结构；2CN114256136A权利要求书2/2页在所述接触窗结构中填充金属，形成金属插塞。12.一种接触窗结构，其特征在于，包括：目标层；位于目标层上的介质层；位于介质层中的接触窗结构，所述接触窗结构包括连通的刻蚀孔和中央通孔，所述刻蚀孔位于中央通孔上方，所述中央通孔暴露出目标层的部分表面，且所述中央通孔的尺寸大于所述刻蚀孔底部的尺寸。13.一种半导体结构，其特征在于，包括：目标层；位于所述目标层表面的环形垫片，所述环形垫片中间设置有暴露出目标层部分表面的中央通孔；覆盖所述目标层和环形垫片的介质层；位于所述介质层中与中央通孔连通的刻蚀孔。14.一种金属插塞，其特征在于，包括：目标层；位于目标层上的介质层；位于介质层中的接触窗结构，所述接触窗结构包括连通的刻蚀孔和中央通孔，所述刻蚀孔位