半导体装置及其制造方法.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CN108962921A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201710350090.0(22)申请日2017.05.18(71)申请人中芯国际集成电路制造（上海）有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号申请人中芯国际集成电路制造（北京）有限公司(72)发明人吴悠朱筠(74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人李浩(51)Int.Cl.H01L27/146(2006.01)H01L21/308(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图9页(54)发明名称半导体装置及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种半导体装置及其制造方法。该方法包括：提供半导体结构，该半导体结构包括：层间电介质层，被该层间电介质层包围的第一金属层，以及在该层间电介质层上的半导体层；刻蚀半导体层以形成露出层间电介质层的开口，该开口包括露出层间电介质层的一部分的第一开口和在第一开口之上的第二开口，第二开口与第一开口形成台阶；在形成开口后的半导体结构上形成绝缘物层；刻蚀处在第一开口的底部的绝缘物层的部分和层间电介质层的部分以形成露出第一金属层的一部分的凹槽；在绝缘物层上和在凹槽的底部和侧壁上形成第二金属层；以及对第二金属层进行图案化。本发明比较容易去除第二金属层的残留。CN108962921ACN108962921A权利要求书1/3页1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：提供半导体结构，所述半导体结构包括：层间电介质层，被所述层间电介质层包围的第一金属层，以及在所述层间电介质层上的半导体层；刻蚀所述半导体层以形成露出所述层间电介质层的开口，所述开口包括露出所述层间电介质层的一部分的第一开口和在所述第一开口之上的第二开口，所述第二开口与所述第一开口形成台阶；在形成所述开口后的半导体结构上形成绝缘物层；刻蚀处在所述第一开口的底部的所述绝缘物层的部分和所述层间电介质层的部分以形成露出所述第一金属层的一部分的凹槽；在所述绝缘物层上和在所述凹槽的底部和侧壁上形成第二金属层，其中所述第二金属层与所述第一金属层连接；以及对所述第二金属层进行图案化，以去除所述第二金属层的在所述开口的侧壁之上和在所述台阶之上的一部分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二开口的宽度大于所述第一开口的宽度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一开口的侧壁与所述第一开口的底部的夹角为钝角；所述第二开口的侧壁与所述台阶的夹角为钝角。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一开口的侧壁与所述第一开口的底部的夹角的范围为100°至110°；所述第二开口的侧壁与所述台阶的夹角的范围为100°至110°。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀所述半导体层以形成露出所述层间电介质层的开口的步骤包括：在所述半导体层上形成图案化的第一掩模层，所述第一掩模层具有露出所述半导体层上表面的一部分的穿孔；以所述第一掩模层为掩模，刻蚀所述半导体层以形成凹口；在形成所述凹口之后，去除所述第一掩模层的一部分以扩大所述穿孔，从而露出所述半导体层的在所述凹口周围的另一部分；对所述凹口和所露出的所述半导体层的所述另一部分进行刻蚀，以形成露出所述层间电介质层的一部分的第一开口和在所述第一开口之上的第二开口；以及去除所述第一掩模层。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过控制刻蚀气体的含量来去除所述第一掩模层的所述部分，以扩大所述穿孔。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述刻蚀气体包括氧气。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀处在所述第一开口的底部的所述绝缘物层的部分和所述层间电介质层的部分以形成露出所述第一金属层的一部分的凹槽的步骤包括：在形成所述绝缘物层之后的半导体结构上形成图案化的第二掩模层，其中所述第二掩2CN108962921A权利要求书2/3页模层露出处在所述第一开口底部的所述绝缘物层的部分；以所述第二掩模层为掩模，刻蚀所露出的所述绝缘物层的部分和在所述绝缘物层下面的所述层间电介质层的部分以形成凹槽，所述凹槽露出所述第一金属层的一部分；以及去除所述第二掩模层。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第二金属层进行图案化，以去除所述第二金属层的在所述开口的侧壁之上和在所述台阶之上的一部分的步骤包括：在所述第二金属层上形成图案化的第三掩模层，其中所述第三掩模层露出所述第二金属层的在所述开口的侧壁之上和在所述台阶之上的一部分；以所述第三掩模层为掩模，去除所述第二金属层的被露出部分；以及去除所述第三掩模层。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述层间电介质层的材料包括二氧化硅；所述半导体层的材料包括硅；所述第一金属层