导电元件结构和方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及导电元件及其形成方法。
【背景技术】
[0002] 由于消费者设备响应于消费者需求变得越来越小，送些器件的独立部件也减小了 尺寸。组成器件（诸如移动电话、平板电脑等）的主要部件的半导体器件迫于压力而变得 越来越小，同时半导体器件内的独立器件（例如，晶体管、电阻器、电容器等）也相应地迫于 压力而减小尺寸。
[0003] 在半导体器件的制造工艺中使用的一种促成技术是使用光刻材料。送种材料被施 加至表面，然后被暴露给使该材料自身图案化的能量。送种暴露改变光刻材料的暴露区域 的化学和物理性质。
[0004] 然而，随着独立器件的尺寸减小，用于光刻加工的工艺窗口变得越来越紧凑。如 此，需要可W保持按比例缩小器件的能力并且满足期望的设计准则的方法，使得可W保持 向着越来越小的部件发展。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种方法，包 括；在绝缘层上方设置的金属层中形成凹槽；在所述凹槽的侧壁上选择性地形成金属衬 里；W及将所述金属层和所述金属衬里用作掩模，在所述绝缘层中蚀刻通孔。
[0006] 在该方法中，在所述凹槽的侧壁上选择性地形成所述金属衬里包括在所述凹槽的 侧壁上选择性地锥金属。
[0007] 在该方法中，在所述凹槽的侧壁上选择性地形成所述金属衬里包括在所述凹槽的 侧壁上选择性地沉积金属并且氧化所述金属。
[0008] 在该方法中，氧化所述金属包括阳极金属氧化工艺。
[0009] 该方法还包括：通过去除所述凹槽的侧壁上的所述金属衬里和所述金属层的邻近 所述金属衬里的部分来扩宽所述凹槽W形成扩宽的凹槽；在所述扩宽的凹槽的侧壁上方选 择性地形成金属间隔件；W及将所述金属间隔件和所述金属层用作掩模，蚀刻邻近所述通 孔的上部的所述绝缘层。
[0010] 在该方法中，在所述扩宽的凹槽的侧壁上选择性地形成所述金属间隔件包括在所 述扩宽的凹槽的侧壁上选择性地沉积金属并且氧化所述金属。
[0011] 在该方法中，氧化所述金属包括阳极金属氧化工艺。
[0012] 该方法还包括在所述通孔内形成导电元件。
[0013] 根据本发明的另一方面，提供了一种方法，包括：提供在绝缘层上方设置的金属 层，所述金属层包括导电材料并且具有在所述金属层中形成的第一凹槽；通过在所述导电 材料上但不在所述第一凹槽的底部上形成金属衬里使所述第一凹槽变窄W形成变窄的第 一凹槽；W及将所述变窄的第一凹槽延伸至所述绝缘层内。
[0014] 在该方法中，形成所述金属衬里包括在所述第一凹槽的侧壁上方但不在所述第一 凹槽的底部上选择性地锥金属。
[0015] 在该方法中，形成所述金属衬里包括在所述第一凹槽的侧壁上方但不在所述第一 凹槽的底部上选择性地沉积金属，并且氧化所述金属。
[0016] 在该方法中，所述金属衬里包括铅、钻、铁、钉和铜中的至少一种。
[0017] 在该方法中，所述金属层包括铅、钻、铁和铜中的至少一种。
[0018] 在该方法中，所述金属衬里的厚度在约50埃至约150埃的范围内。
[0019] 该方法还包括：扩宽所述变窄的第一凹槽W形成扩宽的第一凹槽并且同时在所述 金属层中蚀刻与所述扩宽的第一凹槽横向分隔的第二凹槽；在所述扩宽的第一凹槽的侧壁 上方选择性地形成第一金属间隔件并且同时在所述第二凹槽的侧壁上方形成第二金属间 隔件；W及将所述第一金属间隔件、所述第二金属间隔件和所述金属层用作掩模，蚀刻所述 绝缘层的部分。
[0020] 在该方法中，所述第一金属间隔件的厚度和所述第二金属间隔件的厚度在约100 埃至约300埃的范围内。
[0021] 根据本发明的又一方面，提供了一种方法，包括：在绝缘层上方设置的金属层中形 成第一凹槽；在所述第一凹槽的侧壁上选择性地形成金属衬里；将所述金属层和所述金属 衬里用作掩模，在所述绝缘层中蚀刻通孔；扩宽所述第一凹槽W形成扩宽的第一凹槽并且 同时在所述金属层中蚀刻与所述扩宽的第一凹槽横向分隔的第二凹槽；在所述扩宽的第一 凹槽的侧壁上方选择性地形成第一金属间隔件并且同时在所述第二凹槽的侧壁上方形成 第二金属间隔件；W及将所述第一金属间隔件、所述第二金属间隔件和所述金属层用作掩 模，蚀刻所述绝缘层的设置在所述扩宽的第一凹槽和所述第二凹槽下面的部分。
[0022] 在该方法中，在所述第一凹槽的侧壁上选择性地形成所述金属衬里包括在所述第 一凹槽的侧壁上选择性地锥金属。
[0023] 在该方法中，选择性地形成所述第一金属间隔件并且同时形成所述第二金属间隔 件包括在所述扩宽的第一凹槽的侧壁和所述第二凹槽的侧壁上选择性地沉积金属，并且氧 化所述金属。
[0024] 该方法还包括：在所述金属层中蚀刻第H凹槽，其中，所述第H凹槽的侧壁包括所 述第一金属间隔件和所述第二金属间隔件中的至少一种，其中，蚀刻所述绝缘层的部分包 括将所述第一金属间隔件、所述第二金属间隔件和所述金属层用作掩模，蚀刻所述绝缘层 的设置在所述扩宽的第一凹槽、所述第二凹槽和所述第H凹槽下面的部分。
【附图说明】
[00巧]当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可W更好地理解本发明的各个方 面。应该注意的是，根据工业中的标准实践，对各种部件没有按比例绘制。实际上，为了清 楚讨论起见，各种部件的尺寸可W被任意增大或缩小。
[0026] 图1示出了根据一些实施例在绝缘层中形成导电元件的方法。
[0027] 图2A至图2F和图3A至图3F示出了根据一些实施例示出图1所示的方法的工艺 流程。
[002引图4和图5示出了根据一些实施例在绝缘层中形成导电元件的方法。
[0029] 图6A至图6N示出了图4和图5中所示的方法的一些工艺步骤。
[0030] 图7示出了根据一些实施例的在多个绝缘层中所形成的多个导电元件结构。
【具体实施方式】
[0031] 为了实施所提供主题的不同特征，W下公开内容提供了许多不同的实施例或实 例。W下描述部件和布置的具体实例W简化本发明。当然送些仅仅是实例并不旨在限定。 例如，在W下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可包括第一和第二部件形成为直 接接触的实施例，并且也可包括在第一和第二部件之间可W形成额外的部件，从而使得第 一和第二部件可W不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参照数字和/ 或字母。该重复是为了简明和清楚，而且其本身没有规定所讨论的各种实施例和/或结构 之间的关系。
[0032] 另外，可W在本文中使用诸如"在…下面"、"在…之下"、"下部"、"在…之上"、"上 部"等的空间相对术语W便于说明书描述附图中所示的一个元件或部件与另一个（些）元 件或部件的关系。除了附图中示出的方位之外，空间相对术语旨在涵盖器件在使用或操作 中的不同方位。装置可WW其他方式定向（旋转90度或处于其他方位）并且本文使用的 空间相对描述符可W同样地作出相应的解释。
[0033] 图1示出了根据一个或多个实施例在绝缘层中形成导电元件的方法100。方法100 可W包括在设置在绝缘层上方的金属层中形成凹槽（在步骤102中）；在凹槽的侧壁上选 择性地形成金属衬里（在步骤104中）及将金属层和金属衬里用作掩模，在绝缘层中蚀 刻通孔（在步骤106中）。方法100还包括在通孔中形成导电元件（在步骤108中）。
[0034] 图2A至图2F示出了根据一个或多个实施例示出图1所示的方法100的工艺流程。 图2A至图2F中的工艺流程可W被认为与例如单镶嵌工艺等同并且可W示出制造半导体器 件中的一些工艺步骤。
[0035] 如图2A所示，可W提供工件200。工件200可W包括半导体衬底层202、绝缘层 204、蚀刻停止层206W及金属层208。半导体衬底层202可W包括或可W是半导体衬底。 半导体衬底可W包括或可W是娃衬底。可选地，半导体衬底层202可W包括或可W由W下 材料或它们的组合组成：另一元素半导体材料（诸如错）；化合物半导体材料（包括碳化 娃、神化嫁、磯化嫁、磯化钢、神化钢、和/或錬化钢）；合金半导体材料（包括SiGe、GaAsP、 AlInAs、AlGaAs、GalnAs、GalnP、和 / 或GaInAsP)。
[0036] 在实施例中，半导体衬底层202可W包括或可W是绝缘体上半导体（SOI)衬底。 SOI衬底可W包括通过诸如注氧隔离（SIMO讶的工艺、和/或其他合适的工艺所形成的埋 氧度0讶层。另外，例如，半导体衬底层202可W包括产生应变W用于性能增强的外延层 (巧i-层）。半导体衬底层202可W包括在半导体衬底层202中或上形成的至少一种电路 元件（在图2A中未示出）。例如，该至少一种电路元件可W包括或可W是晶体管、电阻器、 电容器和电感器中的至少一种，但是其他电路元件也是可能的。
[0037] 绝缘层204可W设置在半导体衬底层202的上方（例如，位于半导体衬底层202 的顶面202a的上方）。可W通过化学汽相沉积（CVD)、物理汽相沉积（PVD)、原子层沉积 (ALD)、旋涂介电工艺、它们的组合等来形成绝缘层204。绝缘层204可W包括介电材料或 可W由介电材料组成并且可W是层间介电（ILD)层。绝缘层204可W包括一个或多个层 (例如，一个或多个ILD层）。换句话说，绝缘层204可W包括或可W是单层结构（例如，包 括一层绝缘材料）或多层结构（例如，包括两层W上的绝缘材料）。绝缘层204可W包括 或可W由W下材料中的至少一种组成；二氧化娃、氣化的娃玻璃（FSG)、SILK(密歇根的Dow Chemical公司的产品）、BLACKDIAMOND(加利福利亚的圣克拉拉的AppliedMaterials公 司的产品），但是其他绝缘材料也是可能的。
[003引如图2A的实例所示，蚀刻停止层206可W设置在绝缘层204的上方，而金属层208 可W设置在蚀刻停止层206的上方。在可W对金属层208施加的蚀刻工艺期间，蚀刻停止 层206可W防止蚀刻下面的绝缘层204。蚀刻停止层206可W通过沉积工艺形成在绝缘层 204的上方，例如，CVD、PVD、旋涂、它们的组