半导体器件及其制作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115394637A(43)申请公布日2022.11.25(21)申请号202211322530.9(22)申请日2022.10.27(71)申请人合肥晶合集成电路股份有限公司地址230012安徽省合肥市新站区合肥综合保税区内西淝河路88号(72)发明人陈涛钱坤(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237专利代理师顾丹丽(51)Int.Cl.H01L21/266(2006.01)H01L21/02(2006.01)H01L21/324(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称半导体器件及其制作方法(57)摘要本发明提供了一种半导体器件及其制作方法，所述方法包括：提供一衬底，所述衬底上形成有绝缘层，所述绝缘层内形成有暴露所述衬底的开口；在所述开口内填充钨金属，所述钨金属内残留有氟；进行快速热处理，使所述氟从所述钨金属内挥发出来。本发明通过进行快速热处理，使氟从所述钨金属内挥发出来，从而减小或消除了所述钨金属中的氟残留，避免了氟残留造成的器件失效等问题，并且降低了开口内钨金属的阻值，提高了器件的性能。CN115394637ACN115394637A权利要求书1/1页1.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底，所述衬底上形成有绝缘层，所述绝缘层内形成有暴露所述衬底的开口；在所述开口内填充钨金属，所述钨金属内残留有氟；以及进行快速热处理，使所述氟从所述钨金属内挥发出来。2.如权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述快速热处理的温度不超过500℃，所述快速热处理的时间介于5s~20s之间。3.如权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，在进行快速热处理的过程中，向反应腔室内通入氢气与氮气，所述氢气与氟反应生成氟化氢。4.如权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，在所述开口内填充钨金属之前，所述制作方法还包括：形成扩散阻挡层在所述开口的侧壁及底部。5.如权利要求4所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述扩散阻挡层包含钛/氮化钛复合层或钽/氮化钽复合层。6.如权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，在所述开口内填充钨金属的方法包括：形成钨成核层，所述钨成核层覆盖所述开口的侧壁与底部，并覆盖所述绝缘层；形成钨主体层，所述钨主体层填满所述开口并覆盖所述钨成核层；以及对所述钨主体层与所述钨成核层进行平坦化至暴露出所述绝缘层。7.如权利要求6所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，采用六氟化钨作为钨源进行原子层沉积工艺，形成所述钨成核层；或者，采用六氟化钨作为钨源进行化学气相沉积工艺，形成所述钨主体层。8.如权利要求1所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述衬底上形成有栅极结构，在所述栅极结构两侧的衬底中形成有源极与漏极，所述绝缘层覆盖所述栅极结构，所述开口形成于所述绝缘层内且暴露出所述栅极结构、所述源极或所述漏极。9.如权利要求8所述的半导体器件的制作方法，其特征在于，所述栅极结构包括栅氧化层、位于所述栅氧化层上的多晶硅栅极以及位于所述栅氧化层与所述多晶硅栅极两侧的侧墙。10.一种半导体器件，其特征在于，采用如权利要求1~9中任一项所述的半导体器件的制作方法制作而成。2CN115394637A说明书1/5页半导体器件及其制作方法技术领域[0001]本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种半导体器件及其制作方法。背景技术[0002]在大多数先进半导体器件的制作过程中，由于金属钨具有极好的台阶覆盖和间隙填充能力以及良好的抗电迁移特性，因此广泛采用金属钨作为通孔或凹槽的填充材料。[0003]现有技术中的钨填充工艺一般包括：在衬底上沉积氧化层；对氧化层进行刻蚀形成通孔；在通孔的侧壁与底部沉积扩散阻挡层；在通孔内沉积钨金属；对钨金属平坦化。[0004]然而，在通孔内填充钨金属时，一般采用硅烷或硼烷与氢气、六氟化钨反应形成所述钨金属，由于反应气体都需要使用六氟化钨，因此在形成的钨金属内会存在氟残留，而氟残留扩散至衬底内可能会导致器件失效。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种半导体器件及其制作方法，能够减小或消除钨金属中的氟残留，提高器件性能。[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体器件的制作方法，包括以下步骤：提供一衬底，所述衬底上形成有绝缘层，所述绝缘层内形成有暴露所述衬底的开口；在所述开口内填充钨金属，所述钨金属内残留有氟；以及进行快速热处理，使所述氟从所述钨金属内挥发出来。[0007]可选的，所述快速热处理的温度不超过500℃，所述快速热处理的时间介于5s~20s之间。[0008]可选的，在进行快速热处理的过程中，向反应腔室内通入氢气与氮气，所述氢气